[发明专利]一种大线能量焊接用钢板及其制备方法

说明书

本发明公开了一种大线能量焊接用钢板及其制造方法，属于极地低温船舶用钢技术领域，本发明采用低碳V‑N‑Ti微合金化和B微合金化技术，V、N、Ti、B合理配比，优化合金元素含量，并采用三阶段轧制工艺制备，从而细化钢板铁素体晶粒尺寸，提高钢板低温韧性、强度，提高焊接接头的低温韧性。其组成以质量百分比计为C：0.07～0.10％、Si：0.10～0.30％、Mn：0.5‑2.0％、S：≤0.001％、P：≤0.005、Als：0.02～0.06％、Ti：0.008～0.015％、B：0.0008～0.0015％、N：0.007～0.009％、V：0.04～0.1％，其余为Fe和不可避免的杂质元素；固溶氮含量＝N‑0.28Ti‑1.27B‑0.03V，固溶氮含量小于0.003％，其中N、Ti、B、V为各元素的质量百分比含量。上述大线能量焊接用钢板可用于极地船舶的建造。

技术领域

本发明属于极地低温船舶用钢技术领域，尤其涉及一种大线能量焊接用钢板及其制备方法。

背景技术

随着常规可开采油气能源逐渐枯竭，北极地区丰富的能源储量受到越来越多关注。2008年美国地质勘局完成的调查显示北极圈内石油、天然气和液化天然气储量分别达到900亿桶、47万亿立方米和44亿桶，约占全世界未探明能源总量的22％。同时，全球温室效应使北极升温加剧，海冰覆盖面积持续快速减少，越来越有利于资源开发与船舶航行。因此，近年来极地船舶逐渐从低等级冰区加强型朝具有自破冰性能的高等级加强型方向发展，具有破冰能力的极地油船、极地LNG船、极地集装箱船等新型商业破冰船需求得到快速增长。

极地航行气象条件和海况极为恶劣，涉及海冰、低温、风雪、海雾等，冬季极夜期平均气温约-40℃，最低气温-53℃；同时，船舶与冰层接触线以下部位必须承受冰层的反复撞击。现有的钢很难满足极地船舶用钢所必须具备的低温韧性、强度、可焊接性等综合性能。

发明内容

鉴于以上分析，针对现有技术中的不足，本发明旨在提供一种大线能量焊接用钢板及其制备方法，采用低碳V-N-Ti微合金化和B微合金化，提高钢板低温韧性、强度、大线能量焊接热影响区低温韧性。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种大线能量焊接用钢板，钢板的成分以质量百分比计为：C：0.07～0.10％、Si：0.10～0.30％、Mn：0.5-2.0％、S：≤0.001％、P：≤0.005、Als：0.02～0.06％、Ti：0.008～0.015％、B：0.0008～0.0015％、N：0.007～0.009％、V：0.04～0.1％，其余为Fe和不可避免的杂质元素；固溶氮含量＝N-0.28Ti-1.27B-0.03V，固溶氮含量小于0.003％，其中N、Ti、B、V为各元素的质量百分比含量。

进一步，钢板的成分以质量百分比计为：C：0.08～0.09％、Si：0.16～0.20％、Mn：1.2～1.5％、S：≤0.001％、P：≤0.005、Als：0.03～0.04％、Ti：0.014～0.015％、B：0.0008～0.0010％、N：0.0081～0.0089％、V：0.06～0.1％，其余为Fe和不可避免的杂质元素；固溶氮含量＝N-0.28Ti-1.27B-0.03V，固溶氮含量小于0.003％，其中N、Ti、B、V为各元素的质量百分比含量。

进一步，钢板的组织特征为带有亚晶界的铁素体、相变等轴铁素体和珠光体，带有亚晶界的铁素体具有提高钢板强度的作用。

进一步，将锻坯加热到1100℃保温0.5h，采用三阶段轧制，第一阶段粗轧，第二阶段精轧，第三阶段两相区轧制。

进一步，钢板的铁素体晶粒平均尺寸小于7μm，钢板抗拉强度为490～520MPa，屈服强度为400～420MPa，延伸率为32％～36％，-60℃时的V型缺口冲击功为200～240J。