[发明专利]一种大线能量焊接EH460级船板钢及其制备方法

说明书

本发明属钢铁冶金领域，具体涉及一种大线能量焊接EH460级船板钢及其制备方法。钢板所含化学成分按质量百分比为：C：0.045～0.105%，Si：0.14～0.25%，Mn：1.1～1.7%，Nb：0.012～0.034%，V：0.01～0.05%，N：0.002～0.007%，Al：0.0005～0.005%，Ti：0.006～0.021%，Mg：0.001～0.005%，余量为Fe及其他不可避免杂质元素。船板钢钢板制备方法包括依次进行的转炉冶炼、LF精炼、VD精炼、连铸和TMCP轧制等。钢板屈服强度480～550MPa，抗拉强度590～680MPa，断后延伸率≥22%，‑40℃平均夏比冲击功≥230J；在焊接线能量100～300kJ/cm的条件下，钢板焊接热影响区‑40℃平均夏比冲击功≥120J。

技术领域

本发明属钢铁冶金领域，具体涉及一种Ti-Mg复合脱氧的大线能量焊接EH460级船板钢及其制备方法。

背景技术

近年来在船舶工业快速增长的带动下，船舶用钢的需求量在逐年迅速上升。随着造船行业远距离、大运输量的增长，其发展趋势是建造更大尺寸、承载量更高的超大型船，这些超大型运输船所用钢板，要比传统船板钢具有更高的强度。

另外，巨型船舶等大型钢构件通常都是分段建造的，在合拢总装时就需要使用焊接的手段对各部分进行连接，焊接工作时长占到总工作时长的30%～50%。目前，国内厂家通常会采用较低线能量多道次焊接以保证焊接热影响区的力学性能，但是这种焊接方法效率较低，生产成本相应增高。在现在国家经济发展所要求的低成本、高效率和减量化生产的背景下，研究开发出满足大线能量焊接用船板钢是行之有效的解决方法。

可大线能量焊接用钢一般是指线能量大于50kJ/cm的钢板，大线能量焊接时由于高温停留时间长，相变冷却速率慢，钢板焊接热影响区区域的奥氏体晶粒迅速长大，导致焊接热影响区的冲击韧性变差。研究利用钢中生成的细小弥散的高熔点非金属夹杂物作为核心，促进钢板在焊接过程中针状铁素体的形成，并且可以钉扎晶界，从而达到抑制奥氏体晶粒长大的目的，改善钢板冲击韧性。

公开号为CN104498827A的发明专利提出一种355MPa大线能量焊接用钢及其制造方法，在该发明中，焊接线能量由普通钢板的50kJ/cm提高至310kJ/cm，焊接接头低温冲击韧性良好，但是，钢板中所含合金元素含量较少，钢板的屈服强度≤405MPa，不满足船舶工业转型升级阶段对高强度刚才的要求。

公开号为CN10451389A的发明专利提出一种100mm厚抗大线能量焊接E36海洋工程用钢板，在该发明中，钢板经≥50～200kJ/cm热输入焊接后，焊接粗晶区-40℃冲击功平均值＞50J，满足国标要求，但是，在其制备工艺中在转炉冶炼之前设置有铁水预处理工艺进行预脱硫，增加了制造成本。

公开号为CN102839330A的发明专利提出一种800MPa级高强度大线能量焊接用厚板，但是，该钢板使用线能量仅为100kJ/cm，而且添加了Cr、Cu、Mo等贵重合金元素，增加了制造成本。

公开号为CN103031491A的发明专利提出了一种无铬微钼高强大线能量钢板及其制造方法，钢板屈服强度≥580MPa，但是，钢板适用焊接线能量输入仅为50～100kJ/cm，而且V、Cu、Mo元素的加入也增加了制造成本。

公开号为CN102560247A的发明专利提出了一种性能优良的中厚板大线能量钢及其冶炼方法，但专利中并没有钢板的屈服强度和-40℃条件下冲击功数据，而且在-20℃条件下，冲击功值仅为90J，不能满足中厚板在某些存在极端条件，例如海上平台、深海船舶，领域的使用要求。

发明内容

鉴于以上分析，针对现有方案中的不足，本发明要解决的问题是提供一种屈服强度≥460MPa，而且可承受100kJ/cm～300kJ/cm焊接线能量输入的船板钢及其制备方法，钢板焊接热影响区-40℃夏比冲击功≥120J。