[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备方法，所述制备方法包括冶炼、模铸、热处理、控轧控冷工序。本发明钢板中形成大量细小弥散的含有Ti、Zr、Mg的夹杂物粒子，焊接过程中，高温阶段钉扎晶界，细化晶粒，低温阶段诱发针状铁素体，阻碍冲击裂纹的扩展，使钢板具有良好的焊接性能；钢板屈服强度≥360MPa，抗拉强度≥490MPa，断面收缩率≥70%，纵向‑40℃低温冲击功≥250J；200KJ/cm线能量焊接条件下热影响区‑40℃低温冲击功≥50J,300KJ/cm线能量焊接条件下热影响区‑40℃低温冲击功≥80J。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种大线能量焊接用钢板的制备方法。

背景技术

随着工程结构大型化的发展，以埋弧焊、气电立焊、电渣焊等为代表的大线能量焊接在海洋工程、桥梁、高建、压力容器等领域逐渐得到应用，大的线能量焊接过程中焊缝周边热影响区高温停留时间长，晶粒粗化严重，焊后冷却速率慢，形成粗大的魏氏组织、上贝氏体、M-A等异常组织，使焊后热影响区强度、韧性恶化，易产生裂纹等缺陷。

氧化物冶金最早是日本学者1990年提出，技术思想是控制钢中夹杂物成分、尺寸、数量、分布等，使其作为硫化物、氮化物、碳化物和相变的形核位置，钉扎原奥氏体晶界，诱发晶内铁素体形核，细化组织，进而改善钢的力学性能。现在此种技术被广泛应用在大线能量焊接用钢及非调质钢的开发和生产。日本新日铁氧化物冶金先后经历三代技术的迭代，第一代利用TiN，高温下钉扎晶界，细化晶粒，第二代利用钛的氧化物诱发晶内针状铁素体的生成，第三代着眼于利用1400℃高温下稳定（熔点高、不固溶、不长大）且细小（10～100nm）弥散分布的含有Mg或Ca的氧化物、硫化物和TiN夹杂物来钉扎奥氏体晶界，同时也部分利用夹杂物在冷却过程中对晶内铁素体(IGF)形核的作用，来得到细小的HAZ组织，从而提高韧性。

日本专利JP5116890和JP517300分别介绍了TiN和钛的氧化物对细化晶粒，诱发针状铁素体的作用。

日本专利JP3378433介绍了钢中添加Mg生成MgO粒子，改善厚钢板焊后热影响区低温冲击韧性。

专利CN101045976公布了一种屈服强度≥415MPa的低C-高Mn-高Al_s-Ti-B合金体系的超大线能量焊接厚钢板的制造方法，C：0.03～0.05%，Mn：1.5～1.8%，Als：0.04～0.06%，Ti：0.008～0.012%，B：0.001～0.003%。

专利CN102191356公布了一种Ti-Ca-Mg复合处理的大线能量焊接用厚板的制备方法，锭模底部添加Fe₂O₃粉和Ni-Mg合金。

本发明钢板中形成大量细小弥散的含有Ti、Zr、Mg的夹杂物粒子，焊接过程中，高温阶段钉扎晶界，细化晶粒，低温阶段诱发针状铁素体，阻碍冲击裂纹的扩展，使钢板具有良好的焊接性能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种大线能量焊接用钢板的制备方法。该制备方法生产大线能量焊接用钢钢板屈服强度≥360MPa，抗拉强度≥490MPa，断面收缩率≥35%，纵向-40℃低温冲击功≥250J；能够承受200～300kJ/cm焊接线能量的厚钢板。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种大线能量焊接用钢板的制备方法，所述制备方法包括冶炼、连铸、加热、控轧控冷工序。