厚规格高强度E36船板的开发_刘年富
E36船板钢钙处理工艺路线理论探讨
・技术讨论・E36船板钢钙处理工艺路线理论探讨孙宝芳1 李兴义2 包燕平1 李太全1 刘建华1(1北京科技大学;2安阳钢铁公司)摘 要 本文通过对湘钢生产E级船板钢工艺的理论分析,得出在BOF→LF→VD炼钢工艺中,合理的Ca 处理工艺路线是在VD炉精炼后进行钙处理,并取得了良好的实际效果。
关键词 E36级船板钢 Ca处理 工艺路线 理论探讨Theoreti cal Study on Process Route ofCalc i u m Treat ment i n Steel m aki n gfor E36Hi gh Grade Hull Structural Pl ateSun Baofang,L i Xingyi,Bao Yanp ing,L i Taiquan and L iu J ianhua(1University of Science and Technol ogy Beijing;2Anyang Ir on and Steel Co.L td) Abstract Thr ough the theoretical analysis of steel m aking p r ocess of Grade E hull structural steel in Xiangtan Ir on and Steel Co.L td,its concluded that the calciu m treat m ent after VD refining p r ocess is app r op riate in BOF-LF -VD p r ocess,and a good p ractical effect have been made.Keywords E36grade hull p late,Ca treatement,Pr ocess r oute,Theoretical study1 前言20世纪90年代以来,钙处理作为一种重要的炉外精炼技术在我国大型钢铁企业中得到广泛应用,其目的一方面是通过钙处理对钢中MnS夹杂物和A l2O3夹杂物进行改性,以得到良好的冶金效果;另一方面是生成液态铝酸钙,避免铝镇静钢在连铸时发生水口堵塞。
80mm厚E36N高强船板的开发
前 言 随着国内造船业的发展， 国已成为世界上最大 我
１ 技术 要 求
表 １ 为各 国船级社规 范和 Ｇ ７ ２对 Ｅ ６ Ｂｌ ３ Ｎ高 强 钢板化 学 成 分 的要 求 及 本 试 验 钢 成 分 设 计 目标 。
的造船 国之一 。因此 ， 对船板的需求 量也是 不断的增 加， 同时对厚度、 级别 、 质量的要求也越来越高 。南钢 作为我 国重要 的中厚板 生产基地 ， 船板的市场 占有率
第一道尽可 能有大 的压 下量 。粗 轧 ４道完 成 ， 中间
坯 厚 度 为 成 品厚 度 的 １６～１８倍 。 ． ．
（） ３ 由于 Ｎ 是非碳化 物形 成元 素 ， ｉ 能有 效地 提 高钢 的基体韧度 。因此 ， 入适 当的 Ｎ ， ］ 加 ｉ以改善低
温 冲击韧性 。
３ 工 艺流 程及关 键工 艺控 制
显 。在钢 中添加微合金元素 Ｎ 、 ｒ 可保证碳 当量 ｈ Ｖ、 ｉ ｒ 在较低 的情况下 ， 过其碳 、 通 氮化 物质点 （ 寸小 于 尺
５ｎ 的弥散析 出以及 Ｎ 、 Ｔ 的 固溶 ， ｍ） ｂ Ｖ、 ｉ 细化 晶粒 ， 极大地提高钢 的强度和韧性 。此 外 ， ３ Ｎ采用正 Ｅ６ 火状态交货 ， 正火后会在一定程度上 降低强度 ， 需要 添加一定量 的合金元素来弥补强度的损失 。
过热度路 线 ， 护浇 注。 保 （） ６ 铸机设备精度控制在标准之内 ， 试验前按标
及力学性能要 求较 高 ： 高纯净 度 ， Ｓ Ｐ夹 杂物 、 ① 低 、
气体含量 ； ②高强韧性 ， 满足板厚 １４处 一 ０℃冲击 ／ ４ 功纵 向￣５ Ｊ 或横 向 ≥３ Ｊ 等 ； 良好 的 ｚ向抗层 ＞ ０（ ４） ③ 状撕裂性 能 ； 良好 的可 焊性 ； 良好 的板形 、 ④ ⑤ 表面
EH36高强度船板钢的轧制与热处理的研究
密级
学位论文 EH36 高强度船板钢的轧制与热处理的研究
作 者 姓 名 ：张 丽
指 导 教 师 ： 邱春林 副教授
东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室
申请学位级别： 硕士
学 科 类 别 ： 工学
学科专业名称： 材料加工工程
论文提交日期： 2008 年 6 月
论 文 答 辩 日 期 ： 2008 年 6 月
III
东北大学硕士学位论文
Abstract
temperature is 1200℃;and the opening rolling is 1100~1150℃;the second opening rolling 860~910℃; the finishing temperature of finish rolling is 810~850℃; then adopted cooling under the air or water. Cooperated with heat treatment, attained to eligibility high ship plate.Appled the normalizing technics for thick high ship plate, the better heat temperature is 910℃ and the time of heat preservation is1.7~2min/mm.
（1）通过热模拟实验，测试了EH36钢的动态CCT曲线。分析了不同冷却速率度对 EH36船板钢组织的影响规律；同时采用加热淬火法测定出EH36奥氏体晶粒粗化温度为 1200℃以上。
（2）在热模拟实验的基础上，进行了实验室轧制实验。分别采用常规轧制，控制 轧制、控轧控冷三种不同的轧制工艺进行了试轧，成品厚度分别为 20mm、30mm、40mm。 从轧后钢板性能测试的结果可以看出，采用控制轧制和控轧控冷工艺的钢板性能明显高 于普通轧制。
高强船板E36-Z35的研制开发
２ １ 年 １ 月 ０１ ２
山 东 冶 金
Ｓ ａ ｄ ｎ Ｍ ｅａｌ ｒ ｙ ｈｎｏｇ ｔｌ ｇ ｕ
Ｖ０ ． ３ Ｉ Ｎｏ ６ ３ ． Ｄｅ ｅ ｅ Ｏ ｅ ｍｂ ｒ ２ １ １
高强船板 １ ６ Ｚ ５的研制开发 ： 一３ ： ３
许海 平 ， 琦铭 ， 丽岩 杜 王
中图分 类号 ：Ｇ１２ Ｔ ４ 文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ：０ ４ ４ ２ （ ０ ０ — ０ ６ ０ １０ — ６ ０ ２ １ ） ６ ０ １— ２ １
１ 前
言
２２ 冶炼 工艺 ．
Ｅ ６Ｚ５ ３一 ３ 转炉 冶 炼 采用 低硫 铁 水 顶 底 复吹 ； 采 用硅 锰 铁 、 中碳锰 铁 、 、 铁 脱 氧合 金化 ；Ｆ喂 铝 铝 铌 Ｌ 线造 白渣 精 炼 ， 炼 时 间 ＞３ ｎ Ｒ 精 ０ｍｉ； Ｈ采 用 本 处理
为 １５ ０～１１０℃ 。在 完 全再 结 晶区 ， 可能 采 用 ０ ０ 尽
较 大 的 压下 量 ， 细化 奥 氏体 晶粒 ， 以 道次 压 下 率 控 制 在 １％ ～２％。 当轧 到成 品钢 板 厚 度 的 ２～３ ０ ０ 倍
时 开始 待 温 。根据 Ｎ 能 提高 奥 氏体再 结 晶温 度 的 ｂ 特 点 ， ３ 一 ３ 未 再 结 晶 区 的 开 轧 温度 不 高 于 ９ ０ Ｅ ６Ｚ５ ５ ℃， 道次压下率 ＞１％， ５ 终轧温度不 高于 ８ ０ｏ ｎ ８ Ｃ 。
பைடு நூலகம்
控制 轧 制 过 程 中 ， 过 反 复 变形 一 再 结 晶 ， 通 可
以细 化 晶粒 ， 形 变过程 诱 发相变 ， Ａ］ 提高 ， 但 使 ， 温度
为了保证钢板具有优 良的抗层状撕裂性能 ， 需严格 控制Ｓ 含量 。Ｅ ６ Ｚ ５ 分设计 见表 １ ３一 ３ 成 。
厚规格高强高韧船用钢板的组织性能控制研究
厚规格高强高韧船用钢板的组织性能控制研究高吉祥1，李烈军2，温志红3，刘年富3，周 峰2（1.广东技术师范学院机电学院，广东 广州 510635；2.华南理工大学机械与汽车工程学院，广东 广州 510640；3.宝钢集团广东韶关钢铁集团有限公司，广东 韶关 512123）摘 要：基于厚规格高强高韧特种船用钢板的技术要求，采用Nb、Ti微合金化的成分设计，系统研究船用钢板的奥氏体再结晶规律，控制轧制工艺、控制冷却工艺，钢板正火工艺控制，开发最厚规格60mm特种船用钢板，屈服强度达到了420MPa级，夏比冲击功达到了200J以上（-20℃），具有较高的强度、冲击韧性、抗层状撕裂性能和良好的焊接性能，满足了大型船舶制造的特殊要求。
关键词：船舶用钢；高强高韧；正火中图分类号：TG142.1 文献标志码：A 文章编号：2096-2789（2017）01-0010-04为顺应我国造船行业的发展，适应船舶轻量化设计的要求，低合金高强度船用钢板的开发是目前研究的热点之一，使用钢板的规格预计最大将达到4.5m×22.5m，钢板厚度也将随船舶大型化而有加大的趋势[1]。
在品种和品质方面，过去普通散货船用的船板品质一般为D级，品种只有20多个。
随着船舶大型化，船板的品种品种达1200多个，涵盖所有级别并向E、F、Z向船板发展[2]。
国产普通级别船用钢板内在质量与进口材相比不相上下，主要的差距在高强高韧钢板的强度、韧性级别、使用比例以及表面质量（包括板型、尺寸公差）上。
文章基于厚规格高强高韧特种船用钢板的技术要求，采用Nb、Ti微合金化的成分设计，系统研究了船用钢板的奥氏体再结晶规律，控制轧制工艺、控制冷却工艺，钢板正火工艺控制。
开发的最厚规格60mm的特种船用钢板，屈服强度达到了420MPa级，冲击韧性达到了200J以上（-20℃），钢板具有较高的强度、冲击韧性、抗层状撕裂性能和良好的焊接性能，满足了大型船舶制造的特殊要求。
高强高韧性厚规格E36船板生产工艺模拟试验
０．５ ％ ， ≤ ００３ ％ 。 ０ ０ Ｔｉ ． ５
按 照 国家 标 准对 轧后 船 板进 行 了拉伸 、 冲击 、 时 效处 理 、 相 组织 检 测 试 验 。当船 板 厚 度 在 ４ 金 ０
（ １东北 大学 材料与冶金学院 ， 宁 沈 阳 １ ００ ； 辽 １０ ４ ２莱芜钢铁集团有限公 司， 山东 莱芜 ２ １０ ） ７ １４ 摘 要： 采用小炉真空冶炼 １０ｋ Ｅ ６ ５ ｇ ３ 坯料 ， 锻造后在 实验室进行 了热轧模拟试验和正火处理。检测结果表 明， ＭＣ Ｔ Ｐ￣艺
下 （ 阶段轧制 ， － 轧后水 冷速度 在５ ０℃／ ， ～１ ｓ 随成 品厚度增加 ， ） 强度 、 断后伸长率 、 冲击功降低 ，０７ ｍ钢板中心处的冲 ６ 、０ｍ 击功低于标准要求 ， 且晶粒粗大 ， 并存在轻微带状组织 ； 经过 ９ ０℃±２ 正火处理工艺 ， １ ０ｏ Ｃ 钢板内部混晶组织得到了改善 ， 强度略有降低 ， 断后伸长率和冲击 值明显提高。因此 ， 厚度＜４ ｍ时可以采用Ｔ Ｃ Ｉ 艺进行 生产 ， 度＞４ ｍ 钢板 ０ｍ Ｍ Ｐ 而厚 ０ ｍ
当强 度 要求 高 、 性 要求 严 、 厚 大时 ， 轧 、 韧 板 控
控 冷工 艺就 表现 出相对 的局 限性 ， 如组 织结 构不均
较 高 和轧后 冷 却速 度 较低 ， 红 温度 （ 冷 后 钢板 返 控
的表 面温度 ） 与板 厚 中心 温度 的温差 较 大 ， 给控 轧 控 冷工艺 的实施带 来很 大 困难 ｎ。针对 这种 情况 ，
造 成 １０ｍ Ｈ）×１０ｍ Ｗ）Ｘ（２ ５ ｍ（ ０ ｍ（ １０～２ ０ ｍ ５） ｍ
EH36船板材质分析及钢板成分性能
EH36
1、EH36船板简介：E是质量等级，H是高强度钢材，36代表屈服强度。
EH36级系列产品具有良好的综合机械性能、焊接性能、工艺性能。
适用于制造远洋、沿海和内河航区船舶船体结构、船坞、采油平台、海洋中输送管道、沿海发电厂、码头设施等结构件。
2、EH36船板执行标准：GB/T712-2011
3、GB∕T712∙2011船舶及海洋工程用结构钢标准中规定的牌号有：A,B,D,E,AH32,DH32,EH32,FH32,AH36,DH36,EH36,FH36,AH40,DH40,EH40,FH40,AH420,DH420,EH420,FH420,AH460,DH4 60,EH460,FH460,AH5OO,DH5OO,EH500,FH5OO,AH55O,DH55O,EH55O,FH550,AH620,DH620,EH62O,FH620,AH690,DH6 90,EH690,FH690
4、EH36船板交货状态：退火，热轧，正火，控轧，TM（厚度不同，交货状态也不同）
5、EH36船板为高强度船板，可按用户需求出产不同国家规范的船用钢材，如美国、挪威、日本、德国、法国等，其规范如下：
中国CCS美国ABS德国G1法国BV挪威DNV日本NK英国1R意大利RINA韩国KR（挪威DNV与德国G1,合并为：V1）
8、EH36船板实际应用：
EH36船板为高强度高强度船体用结构钢。
造船用钢•般是指船体结构用钢，它指按船级社制作规范要求出产的用于制作船体结构的钢材。
常作为专用钢订购、排产、出售，一船包含船板、型钢等。
正火对EH36级船板钢低温时效冲击性能的影响
正火对EH36级船板钢低温时效冲击性能的影响刘年富;廖卫团;温志红;杨太阳【摘要】针对韶钢热轧宽板厂生产的60 mm厚EH36级船板钢,分别取正火前后的试样进行时效冲击试验.试验结果表明,正火后的EH36级船板钢,从表面至心部组织一致,晶粒细小且均匀分布,-40℃时效冲击合格,低温时效性能得到了显著提高.对正火处理后的EH36级船板钢的间隙原子C、N的分布、位错的变化及组织演化对时效性能的影响进行了初步的分析和讨论.分析结果表明,正火后铁素体中C、N原子的过饱和度下降,以及位错形态的变化、位错密度的降低是导致时效冲击性能提高的主要原因.【期刊名称】《宝钢技术》【年(卷),期】2012(000)006【总页数】5页(P27-31)【关键词】正火;EH36级船板钢;时效冲击性能【作者】刘年富;廖卫团;温志红;杨太阳【作者单位】广东韶关钢铁有限公司特钢事业部广东韶关512122;广东韶关钢铁有限公司技术研究中心,广东韶关512122;广东韶关钢铁有限公司技术研究中心,广东韶关512122;广东韶关钢铁有限公司技术研究中心,广东韶关512122【正文语种】中文【中图分类】TG142.10 前言在船舶的生产制造过程中，钢板要经过各种预处理、加工、冷弯成形、装配、焊接等工艺过程，由于冷加工塑性变形及焊接内应力变形使钢材强度与硬度升高而塑性与韧性下降的现象称为应变时效［1］。
船板钢的应变时效试验主要就是为了模拟其在船舶制造过程中的应变时效作用而进行的人工时效。
在船用结构钢板的各国船级社规范中都明确规定了在进行船板工厂认可时需要进行系列温度的应变时效冲击试验，而且应变时效冲击值必须满足船规的要求，可见船板钢的应变时效性能是钢厂顺利通过船级社认证的一个难点。
文章介绍韶钢热轧宽板厂分别采用TMCP工艺及TMCP工艺结合正火热处理工艺生产的60 mm厚规格EH36船板钢，分析了TMCP工艺及正火工艺的EH36船板钢的力学性能及微观组织情况，并探讨正火工艺对厚规格EH36级船板钢的低温时效性能的影响。
影响EH36船板心部韧性的因素分析
４ｒ 时 ， ０ｍ ａ 试样 轴 线 位 于 １４厚 度 处 。但 在 船 级 社 ／ 认证过程 中 ， 要求 一 Ｏ ６ ℃Ｖ型缺 口冲击功 （ 向 ） 纵 不小 于 ４ Ｊ产 品厚度 大于 ４ ｍ 时 ， 样轴线位 于 １４厚 １， ０ｍ 试 ／
成 分设计 见表 １ 强 度 和塑 性 情 况 见表 ２ 冲 击韧 性 ， ，
系列温 度 图见 图 １和 图 ２ 。表 ３所 列 的是 两 种 方案 钢 板 的组织及 夹杂 物情 况 。
％
表 １ 两 种方 案 的 化学 成 分 设 计
作 者 简 介 ： 志 红 （９ ３一） 女 ， 士 ， 级 工 程 师 ，０ ５年 毕 业 于 北 京 科 技 大 学 温 １７ ， 硕 高 ２０
Ｗ ｅ ｉ ｏ ｇ Ｈｅ Ｋｕ ｎ ｎ ａ Ｌ ａ Ｌ ａ ｅｔ ａ ｎ Ｚｈ ｈ ｎ ａ ｇ ｉｎ ｉＨｕ ｉ ｏ Ｗ ｉ ｎ ｕ
（ ａ ｔ ｌ ｒｕ ｕｎ ｄ ｎ ｈ ｏｕ ｎＩ ｎａｄＳｅｌ ｏ ｔ． Ｓ ａ ｇａ １ １ ３ Ｇ ａｇ ｏ ｇ Ｂ ｏＳｅ ｏ ｐＧ ａｇ ｏ ｇＳ ａｇ ａ ｒ ｎ ｔｅ Ｃ ．Ｌｄ ， ｈ ｏｕ ｎ５ ２ ２ ， ｕｎ ｄ ｎ ） ｅＧ ｏ
缺 口冲击 功 （ 向 ） 小 于 ４ Ｊ 产 品厚 度 小 于 或 等 纵 不 １，
于 ４ｒ 时， ０ ｍ ａ 冲击试 样为 近表 面试样 ， 品厚度 大 于 产
优 化成分 设计 、 料 纯净 度 及 控 轧控 冷 和 热 处理 工 坯
艺 后获得 所需 的 Ｅ ３ Ｈ ６低 温 韧性 性 能 。两种 方 案 的
（ 宝钢 集 团广东韶 关 钢铁有 限公 司 ， 东 韶 关 ５ ２ ２ ） 广 １ １３
摘 要 研 究 对 比 了两 种 不 同成 分 设 计 生 产 的 Ｅ ３ Ｈ ６船 板 的 性 能 ， 影 响 Ｅ ３ 对 Ｈ ６船 板 冲击 韧 性 的 因素 进 行 分 析 。
济钢第三炼钢厂EH36高强度船板生产工艺研究与实践
Ｅ ６ Ｈｉｈ Ｓ ｒ ｎ ｔ ｉｋ Ｐ ａ ｅ ｏ ｉ ａ ｇ Ｈ３ ｇ ｔ ｅ ｇ ｈ Ｔｈ ｃ ｌｔ ｆＪｇ ｎ
Ｗ ＡＮＧ ｕ—ｏ ｇ Ｆ ｔｎ
（ ｅｈｏｏｙＣ ｎｅ ｇｎ ｒｕ ｏ ｐ ｎ ｔ． Ｊ ａ ５ １１ Ｃ ｉａ Ｔｃ ｎｌ ｅ ｔ ｏ Ｊ ａｇＧｏｐＣ ｍ ａｙＬｄ ， ｉ ｎ２ ０ ０ ，ｈｎ ） ｇ ｒｆｉ ｎ
艺 流程环节 进行 了系 统 分析 研究 和实 践 ， 出并 确 找 定各 工序 关 键 参 数 和操 作 控 制 要 点 。５ ｍ Ｈ３ ０ｍ Ｅ ６ 级船板 钢化学 成分与 力学性 能见表 １ 。
，
Ｅ３ Ｈ ６厚 规 格 ５ 高强 度 船板 对 钢 的组 织 均 ０ｍｍ
匀性 、 强度 、 温 冲击 韧性 的要求非 常高 ， 低 而钢 中 硫 化物 和氧 化物夹 杂物在铸 坯 中的行为直接 影响到 钢板 的塑性 和韧性 ， 降低 了钢 的塑性 、 强韧性 和延伸
Ｋｅ ｒｓｅｄｐｉ ｏｔ ｌｗ ｔ ｓ ｅｔ ｇ ｖｃｕｎｄｇ ｓ ｇａｇｎｓ ｅ ｉ ；ｉ ｔ ｇ ｈｐｐａ ｙＷｏｄ ：ｎ ｏ ｔ ｎ ｏ；ｈ ｅ ｌ ｔａｉ ；ａｕｉ ｅａ ｉ ；ｒｏ ｈ ｌ ｎ ｈ ｈｓ ｈ ｓ ｌｔ ｎ ｃ ｒ ｉ ａ ｒ ｎ ｇ ｓ ｎ ｉ ｄ ｇ ｇ ￣ｎ ｉ ｅ
第３ ２卷第 ４期
金
Ｖ １３ Ｎ ． ｏ． ２ ｏ４
Ａ ｇ ，０ ０ ｕ ．２ １
ＧＡＮＳ Ｕ Ｍ ＥＴＡＬ ＬＵＲＧＹ
文章 编 号 ：６ ２４６ （００ ０ －０４０ １７ －４ １２ １ ）４０ １－４
济钢 第三炼 钢厂 Ｅ ３ Ｈ ６高 强度船 板 生产 工 艺研 究 与 实践
１ 引 言
造船 用 中厚 板始终 是济 钢重点发展 的品种板 之
80mm厚度EH36高强度船体结构用钢的研制
≤ Ｑ１ ８≤ ０ ５ ０ Ｃ ｔ ９ ０ 一 Ｌ ６ ０≤ ｎ
≤ Ｑ ０ ≤ ａ ４ ０ Ｑ ∞一 Ｑ ０ ５ ｎ ０ ５ 一 ｎ１ ０≤ Ｑ １ １ ２￣． ０ １ ５
表 ２ 主 要 性 能 指 标
热和轧 制 时 的晶粒长 大 ，有助 于改 善韧性 ，提高 强 度 ，同时 还可提 高钢 的抗 时效 性能 ，抑 制钢 在热 加
工和 焊接 过程 晶粒 的长大 ，改 善焊 缝及 热影 响 区 的
需要 说 明 的是 ，进 行船 级社认 证 时 ，需 要 附加
低温韧 性 。
ｚ 向 要 求 、 时 效 冲 击 、 裂 纹 尖 端 开 口 位 移
作者简介 ：陈爱娇 （ １ ９ ８ ０一） ，女 ，２ ０ ０ ５年 ７月毕 业于东北大学 冶
国标 Ｇ Ｂ ７ １ ２ － ２ ０ １ １《 船 舶及 海洋 工程 用结 构 钢 》 对Ｅ Ｈ ３ ６高强 度船 板钢 的化 学成 分 和 主要 性 能指 标
的规 定见 表 １和表 ２ 。
表 １ 化 学成 分
Ｃ Ｓ ｉ Ｍｎ Ｐ Ｓ Ｎ ｉ Ｎｂ Ｖ
关 键词 ：Ｅ Ｈ ３ ６高强船板 ；低 温韧 性 ；抗 层状 撕 裂性 能 ；焊接 性 能
０ 前 言
近年 来 ，船舶 及海洋 平 台逐渐 向大 型化 、轻型 化方 向发 展 ，一般 强度船 板 钢 已不 能满 足船 体结 构
（ Ｃ Ｔ Ｏ Ｄ） 、焊接 等特 殊性 能要求 。
１ ． ２ 化 学成分 设计 由于 Ｅ Ｈ ３ ６高强度 船 板 要 求 一４ ０℃ 冲 击试 验 ，
１ 主要技术要求及化学成分设计
１ ． １ 主要 技术 要求
入 铁素 体起 固溶 强化 作 用 ，可 显 著 提 高钢 的 强度 ， 但 在一 定程 度上 降低 钢 的韧性 、塑性 。
A32、A36级高强度热轧船板工艺操作规程
A32、A36级高强度热轧船板工艺操作规程宽板技[20０6］第19号一、适用范围为满足宽板生产线开发生产船板的需要，特制定本规程。
本规程适用于本厂生产高强度船体结构用热轧钢板，级别为：A32、A36,轧制规格为：9~3６ｍm×1500~３200mm ×６０00~12０00mm。
二、本工艺执行标准： ABS、ＢV、CＣS、ＤNＶ、ＧL、LＲ、NK等船级社规范,G Ｂ7１２—20０0《船体结构用钢》,GＢ７09－88《热轧钢板和钢带尺寸、外形、重量及允许偏差》。
三、生产组织及工艺要求１、原料管理(1）船板坯的钢级、炉号、支数、规格、重量应与质保书相符,表面质量符合有关规定．(2)经验收的船板坯必须按规定入账,做好台账登记,并分钢级、炉号、规格堆放,尤其船板坯料不得与其它钢种同堆堆放。
(3)生产原料:转炉连铸板坯，坯料管理的各种记录中用“A32”、“A36”分别表示A32、Ａ３6钢级。
（4）下述标准验收坯料的化学成份见表1注:①可以采用总铝含量来代替酸溶铝含量的要求,此时，总铝含量应不小于0．０20%。
②可以将细化晶粒元素（Al、Ｎb、Ｖ等)单独一种或以任一组合形式加入钢中。
单独加入时,其含量应不低于表中所列的下限;若混合加入两种以上细化晶粒元素时，则表中对单一元素含量下限的规定不适用。
③Ｎb、Ｖ、Ｔi的含量还应符合:Nb％+V%+Ti％≤0。
１２%。
④Ｃｕ≤0。
35％，Ｃr≤0.20％,Nｉ≤0.４0％,Mo≤0．08％。
⑤Ａs含量不大于0。
１５%。
2、生产计划及记录要求(1) 生产计划、生产过程的各种记录中，各船级社名称及钢级按表２所示来填写。
炉牌上的钢级表示方法见表2.(２) 连铸坯按单炉号管理,不得组批，每炉的发料重量不超过60t,由于现在每个炉号的钢坯总重量超过60吨,因此必须按“原炉号、原炉号－2、原炉号-３…"的方式拆炉号分别发料生产。
(３）任何钢级的船板坯,一个炉号只能生产一个尺寸规格的船板，凡需要一个炉号的钢坯轧制几个尺寸规格船板的,均应按“原炉号、原炉号-2、原炉号-3…”的方式拆炉号分别发料生产。
E36船用高强钢厚板焊接试验及工艺研究
材 料
Ｃ
Ｓｉ
Ｍｎ
Ｐ
Ｓ
Ｎｉ 碳 当 量
Ｅ３６
０．１４ ０．２７ １．５３ Ｏ．Ｏｌ２ ０．００１ ０．０３ ０－４ｌ
Ｓｕｐｅｒｃｏｒｅｄ７１Ｈ ０．０４ ０＿３２ １．５１ Ｏ ０１Ｏ Ｏ．Ｏ１１ Ｏ－３５
Ｈ一１４
Ｏ．１ｌ Ｏ．Ｏ１９ ２．０１ ０．Ｏｌ０ ０．０ｏ９
摘 要 ：厚板 焊接 过 程 中 易 出现 裂 纹 、未 熔 合 、 焊 接 应 力 及 焊接 变 形 等 问 题 ，为 研 究 Ｅ３６船 用 钢 厚 板 焊 接 工 艺 ，采 用 ＣＯ２气保 焊 和 埋 弧
焊 ＿Ｔ－艺 进行 焊接 试 验 。对 厚 板 加 热 方 法 、 层 间 温 度 控 制 、 焊 后 热 处 理 及 焊 接 过 程 控 制逐 一 分 析 并 提 出 了相 应 的 解 决 办 法和 措 施 ， 总结
焊 产生 的焊 接变形 ．其 坡 ［２１形式 及尺 寸如 图 １所示 。
Ｓｎｏ￣５５ｏ
５０ｏ－５ ０
（ａ）埋 弧 焊 坡 口形 式 及 尺 寸
（ｂ）ＣＯ 气 保 焊 坡 口形式 及 尺 寸
２．２ 钢板 对接 焊 （１）埋 弧焊 平 对接 焊 用焊 丝 Ｈ一１４， ４．８ ｍｍ，
焊 剂 Ｓｕｐｅｒｆ ｌｕｘ５５ＵＬＴ．对 接 头 坡 口进 行 打 底 和 填 充 焊 ，最 低 预 热温 度 为 １２５ ｏＣ，其 焊 接 工 艺参 数 见 表
试 验 材 质 为 船 用 高强 度 钢板 Ｅ３６．厚 度 ｔ为 ６０
收 稿 日期 ：２０１８—０３—０７
２ 焊 接 工 艺 试 验
２．１ 试 板 的 装 配
钢 板 在 装 配 时 ．先 检 验 钢 板 的直 线度 ．同时 应
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出开发的 E36 船板的强度、塑性、低温冲 击韧性和 时效低温韧性匹配较好, 钢板 1 /4厚度和 1 / 2厚度 对应的强度和塑韧性相差不大, 可见钢板的性能均 匀性较好, 且其 - 60 低温 冲击韧性和 - 60 低 温时效韧性都有较高的富余量, 性能已经达到了 F 级系列; 从表 5可知, 其厚度方向的性能达到了 Z35 级别, 且富余量很大. 图 1则给出了 E36船板的低温 冲击韧性随温度变化曲线图, 从图 1可以看出, 在 60 之前, E36的低温韧性稳定在 160J以上, 其韧 脆转变温度处在 - 60 以下. 图 2给出了不同冲击 温度下 5%拉伸的时效敏感系数变化, 从图 2 可知, 20~ - 60 对应的时效敏感系数都小于 20%, 可见 其时效性能优良.
摘 要: 介绍了韶钢厚规格 E36船板开发情况, 采 用 N b、T i、N i微 合金化 的成分 设计, 结合洁 净钢的 冶炼以 及合理
的轧制冷却工艺, 配合正火热处理工艺, 结果显示, 正火处理 后的钢板, 从表面 至心部组 织均匀, 晶粒 度达到 了 9 5
级, 产品力学性能完全符合九国船级社船规要求, 表明韶钢成功开发了以正火状态交货的 60 mm 厚 E36 Z35船板.
采用恒速低过热度浇注, 确保中间包钢水的温 度起伏较小, 且控制在液相线温度以上 20 左右; 利用结晶器液面自动控制系统稳定液面的波动, 防 止浇注过程卷渣、下 渣; 连铸过 程采用全程保 护浇 注, 并采用专用的低碳钢保护渣; 利用动态二冷配水 及动态轻压下技术改善铸坯的成分偏析, 保证铸坯偏 析控制在 B类 1 0级以下, 中心缩松在 1 0级以下. 3. 2. 3 连铸坯加热制度
Abstrac t: T he th ick E36 hull p la te w as designed and produced a t S ISG by m icro alloy ing w ith N b, T i and N ,i c lean sm el ting, proper ro lling and coo ling, and su itable no rm alization treatm ent. T he results showed that the stee l so produced had a hom ogeneous m icrostruc ture from surface to center, a gra in s ize of 9. 5 grade, and m echan ica l properties fully m eeting the spec ifications from the Ship So ciety Standa rd o f N ine Countr ies, thus ind icating that SISG has successfully deve loped the 60 mm th ick E36 Z35 hu ll plate in a no rm alized de livery condition. K ey word s: 60 mm; E36 hull p late; products deve lopm ent
低温韧性及焊接性, 因此开发难度较大. 2009年, 韶钢积极组织技术人员通过几次摸索
性工业试制, 成功开发了正火态交货具有抗层状撕 裂性的 60 mm 厚规格 E36 Z35船板, 并顺利通过了 九国船级社的工厂认可.
1 技术要求
表 1为 GB712 2000对 E36 船板化学成分的要 求及韶钢 E36船板成分设计目标. 而对厚度方向性 能 (以下简称 Z向性能 )有要求的船板, 相应的硫含 量还须符合表 2的要求. 表 3为船规 GB712 2000对 厚规格 E36船板性能的要求.
南方金属
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SOUTH ERN M ETA LS
2011年第 1期
3. 2. 5 钢板正火处理 根据 A ndrew s温度经验公式 [ 1] A c3( ) = 910
- 203C1 / 2 - 15 2N i+ 44 7S i + 104V + 31 5M o + 13 1W 进行估算 A c3温度为 851 , 加热温度按照 A c3+ 50~ 100 控制则设定在 930 左右, 加热速 度设定为 2 0~ 2 2m in /mm, 正火后空冷至室温.
RH 真空脱气 板坯连铸 ( 250 mm 厚坯 ) 切割入 库 连铸 坯加热 除鳞 3 450 mm 轧机 轧制 ACC 冷却 矫直 精 整 表面抛丸处理 正 火 空冷 取样 检验入库. 3. 2 试制关键技术控制 3. 2. 1 洁净钢的冶炼及控制
为了获得较好的低温韧性, 有必要控制钢中的 P含量, 转炉采用双渣法降磷及强化挡渣出钢技术 防止回磷; 保证 LF 造白渣精炼时间, 吸附钢中夹杂 物, 减少钢中 S、O等元素含量, 使用 S i- C a线处理, 改善夹杂物形态; RH 真空脱气处理, 确保真空脱气 时间保持不小于 15 m in, 尽可能的降低钢中的 H、N 等有害元素含量. 3. 2. 2 连铸坯内部质量控制
时效 Akv / J
275
2 29
2 63
235
1 93
2 37
177
1 60
1 77
232
2 612 46来自2242 31
2 07
169
1 88
1 76
T/ - 20 - 40 - 60 - 20 - 40 - 60
表 5 E36厚度方向性能情况
位置 断面收缩率 1%/ 2 %/
表 1 E36船板的化学成分
w t,%
标准 目标
C 0. 18 0. 10~ 0. 15
S 0. 035 0. 005
P 0. 035 0. 015
Mn 0. 90~ 1. 60 1. 20~ 1. 60
Si 0. 50 0. 50
A ls 0. 015 0. 02
Nb+ V+ T i 0. 12
适量
由于钢中加入了 一定含量 Nb、T i等微合 金元 素, 为充分使微合金元素完全固溶而又要防止温度 过高导致晶粒长大, 因此要保证加热时间大于 2 5 h, 加热温度不超过 1 250 . 3. 2. 4 控制轧制及冷却
采用两阶段控制轧制 ( 即奥氏体再结晶区 + 未 再结晶区控轧 ) . 为了保证晶粒细小均匀, 粗轧阶段 的开轧温度控制在 1 050 左右, 粗轧阶段单道次 压下率不小于 12%. 精轧阶段中间坯厚度控制在成 品厚度 2倍以上, 开轧温度控制在 880 以下, 终轧 温度控制在 820 以下, 终冷温度控制在 700 以 下. 细晶强化能有效改善低温韧性, 通过未再结晶区 的低温大变形诱导铁素体机制, 结合适当的控冷措 施从而有效控制晶粒大小.
0前 言
随着船舶大型化、专业化的发展, 对造船用钢也 提出了更高的要求. 在建造大型船舶时, 就需要增加 船板的厚度. 而随着船舶和海洋工程的不断发展, 也 使得造船用低合金高强度钢向具有抗层状撕裂的厚 规格船板方向发展. 为了适应我国造船行业发展的 需求及提高 广东韶 关钢铁集 团公 司 ( 以下 简称韶 钢 ) 船体结构用钢的市场竞争力, 迫切需要加大高 附加值、高技术含量的厚规格 E 级高强度船板的研 发力度, 形成完整的船板品种规格系列. 厚度规格船 板除了要满足强度、塑性的指标, 还要求 - 40 的
位置
R eh /M Pa
1 /4厚度
415
Rm /M P a 515
1 /2厚度
395
510
%/ 37. 5
31
表 4 E36力学性能情况
A kv / J
2 53
20 8
19 8
2 40
21 5
20 1
2 44
16 7
21 5
2 51
25 8
26 3
2 08
19 3
20 6
1 72
18 3
19 7
T/ - 20 - 40 - 60 - 20 - 40 - 60
收稿日期: 2010- 03- 15 作者简介: 刘年富 ( 1981- ), 男, 2007年广西大学材料物理与化学专业硕士研究生毕业, 工程师.
总第 178期
刘年富, 等 : 厚规格高强度 E36船板的开发
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表 2 厚度方向性能钢板的硫含量
Z 向性能级别 含硫量, 不大于
Z25 0. 007
总第 178期 2011年 2月
南 方金 属 SOUTH ERN M ETAL S
Sum. 178 February 2011
文章编号: 1009- 9700( 2011) 01- 0024- 04
厚规格高强度 E 36船板的开发
刘年富, 何矿年, 李 桦, 廖卫团, 温志红, 杨太阳
(广东省韶关钢铁集团有限公司, 广东 韶关 512123)
1) 良好的焊接性对船体钢至关重要, 为保证船 体用钢的良好焊接性和优良的低温冲击韧性, 需要 降低碳含量, 而考虑到后续正火处理会很大程度降 低强度, 因此以中低碳为设计目标.
2) Nb、T i微合金元素在钢中的作用十分显著. 在轧制中, 通过应变诱导机制, 析出的细小碳化物和 氮化物钉扎在晶界和位错上, 抑制奥氏体再结晶的 进行和晶粒的长大, 起细化晶粒作用, 在轧制和冷却 过程中弥散析出又起到沉淀强化作用. 同时, 考虑到 E36采用正火态交货, 正火热处理会在一定程度降 低强度, 因此需要添加一定含量的合金元素, 通过细 晶强化作用和沉淀强化作用弥补强度的损失. 2. 2 工艺设计思路
船板, 不仅需要满足强塑性、- 40 的低温冲击韧 性及良好的 Z 向性能, 还须要保证 - 40 的时效冲 击韧性, 低温时效韧性也是厚规格船板开发的难点. 因此, 需要采用合理的化学成分结合合适的工艺设 计来保证获得适中的强度, 良好的低温冲击韧性和 低温时效韧性及 Z 向性能. 因此, 具有抗层状撕裂 的 60 mmE 36级板的成分设计满足以下要求.