[发明专利]一种适于大线能量焊接的海洋工程用钢板EH40及其生产方法

说明书

本发明公开了一种适用于大线能量焊接的海洋工程用钢板EH40的生产方法，其包括采用如下化学成分：C、Si、Mn、P、S、Nb、V、Ti、Ni、Als、Cu、Zr，其它为Fe和残留元素。其生产方法包括：铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、VD精炼、浇铸、加热、轧制、Acc控制冷却及堆冷。通过合理的化学成分设计，利用LF+VD工艺和合理的夹杂物控制方法来保证钢质洁净，并通过加热、轧制及控制冷却等工艺有效实施，成功地研制出的钢板的屈服强度控制在420～480MPa，抗拉强度控制在550～600MPa，伸长率控制在22%～28%，V型‑60℃横、纵向冲击功控制在125～285J。本发明获得的钢板在300‑550KJ/cm的焊接线能量下，母材和热影响区‑40℃冲击韧性在90～150J。

技术领域

本发明属于中厚板生产技术领域，具体涉及到一种适于大线能量焊接海洋工程用钢板EH40及其生产方法。

背景技术

EH40属于GB/T712中的高强度船舶及海洋工程用结构钢，广泛应用于远洋、沿海和内河航区航行船舶、渔船及海洋工程结构。近年来，中国已经成为世界第一造船大国，造船量占据全球造船业的三分之一，随着船舶工业快速增长，对于海洋工程用钢的需求量逐年上升。在传统的船舶制造和海洋工程领域中，焊接成本约占整个制造成本的30％-40％，焊接工时成本占焊接成本的一半以上，为了提高焊接效率，缩短工程制造周期，在船舶制造和海洋工程领域多采用大线能量焊接。但由于焊接线输入量的增大，焊接热影响区高温停留时间变长，奥氏体晶粒严重粗化；且由于焊后冷却速度缓慢，在随后的相变过程中容易形成粗大的板条铁素体、魏氏组织、上贝氏体等异常组织，M-A岛数量增加且加粗，使焊接热影响区强度和韧性严重恶化，并容易产生裂纹等缺陷，影响焊接件的安全使用性能。因此如何解决大热输入焊接钢低温韧性问题，提升船舶海工用钢的大线能量焊接已成为钢铁行业当前亟待解决的关键问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适于大线能量焊接的海洋工程用钢板EH40及其生产方法，解决钢板在大线能量焊接条件下具有细化的显微组织并保持良好的冲击韧性，所发明钢板能适应在300-550KJ/cm焊接线能量下，母材和热影响区-40℃冲击韧性在90～150J。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种适用于大线能量80-120mm厚EH40保性能、保探伤的高强度海洋工程用钢，钢板化学成分按质量百分数计(单位，wt％)C：0.06～0.09、Si：0.05～0.25、Mn：1.45～1.55、P≤0.020、S≤0.005、Nb：0.030～0.060、V:0.030～0.050、Ti：0.01～0.04、Ni:0.30～0.50、Als：0.020～0.050，Cu:0.15-0.35，Zr＜0.05，其它为Fe和残留元素，其中碳当量Cev＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15，控制在0.34～0.42。通过对钢板中不同尺寸的夹杂物类型的控制，使夹杂物在钢材中细微弥散分布，实现焊接热影响区组织显著细化，同时结合控轧控冷工艺提高钢板强韧性能。