高强度船板钢的生产工艺
控轧控冷工艺生产D36高强度船板钢的生产工艺研究_侯登义
表 2 D36 船板钢的力学性能 ( t 50 mm)
钢材等级 D 36 R eH /N /mm 2 355 Rm /N /mm 2 490~ 620 A5 /% 21 夏比 V 型 ( - 20 纵向 34 ) 平均冲击功 / J 横向 24
表 3
钢种 D 36 C 0. 12 Si 0 . 25
m in /mm。处理完毕后对力学性能进行测试 , 结果 见表 4 , 从表 4 中可以看到通过 控轧控冷工艺获 得了较高的屈服强度和抗拉强度 , 钢板的强度水
表 4
试样状态 普通热轧态 TM CP 热轧态 TM CP+ 600 TM CP+ 900 TM CP+ 940 回火 正火 正火
T M CP 工艺生产 D36( 26 mm )高强度船板力学性能
第 4期
候登义等 : 控轧控冷工艺生产 D 36 高强度船板钢的生产 工艺研究
29
( CN )的沉淀强化, 可使钢的强度明显提高 , 但 V 具有提高韧脆转变温度的缺点 , 一般其含量控制 在 0 . 10 % 以下; A1 是细化晶粒元素, 可显著提高 钢 的 晶 粒 粗 化 温 度 , 当 钢 中 A 1 s总 含 量 在 0 . 020 % 以上时晶粒细化效果最佳。但不宜大量
船规要求, 因此采用 TM CP 工艺来生产高强度船 板钢具有较好的市场前景。 侯登义 , 男, 2005 年毕业于山东大学材 料工程专业 , 工程
师 , 硕士。 收稿日期 : 2007- 03- 27
1 前言 我国是造船业大国, 预期今后几年将是我国 造船业大力发展的一段时期, 造船技术的发展 , 促 使造船及采油平台用钢的需求量不断增加, 这就 需要大量的高强度、 高精度、 具有良好低温冲击韧 性、 焊接性能的船体用结构钢。因此钢板生产厂 纷纷采用新技术、 新工艺来生产高强度 船板钢。 TM CP 工艺就是一种有效的改善产品最终组织和 性能的方法 , TM CP 的实质是控制轧制工艺和控 制冷却工艺的结合, 控轧是细化晶粒和提高强度、 韧性的重要手段 ; 而控冷可以使晶粒极大地细化, 从而进一步提高强度而不危及脆性转变温度。通 过 TM CP 工艺生产的钢板具有良好的低温韧性、 焊接 性能和 美观的 外形 , 另外 还能降 低钢 材的 Ceq值、 大大降低成本。 2 技术要求 中国船级社 CCS 对 TMCP 工艺生产 D36 高 强度船板钢的化学成分 (表 1) 、 力学性能 ( 表 2) 和热处理方面有一定的要求。
重钢E40高强船板工艺技术研究
Th r o ug h t h e t r i a l r e s e a r c h ,we us e d l o w-c a r b o n c o mp o s i t i o n c o mb i n e d wi t h Nb ,Ti ,V mi c r o -a l l o y i n g a n d a p pr o p r i a t e
2 生产 工艺流 程
攀升 。近年来 ,公 司产品开发 的重心移 向高强 度 、
厚 规格 船板 。 E 4 0 是船 用 钢板 中的高级 别产 品 ,主要 用于 制造
E 4 0 高强船板具体生产工艺流程如下 : 铁水脱硫 一转炉冶炼 L F 精 炼一 十 R H 处理一连铸一铸坯 堆码 冷却 铸坯精 整 钢坯加热_控轧 A c c 冷却一矫 直 堆垛缓冷 探伤 火切一检验。
a mo u n t o f Ni ,C u .W e l a i d a r e a s o n a b l e T MCP p r o c e s s s t i p u l a t i o n d o w n ,a n d s u c c e s s f u l l y d e v e l o p e d E4 0 g r a d e h i g h - s t r e n g t h s h i p p l a t e ,i t s me c h a n i c a l p r o p e r t i e s i s i f n e a n d s t a b l e , t h e t h i c k n e s s i s u p t o 7 0 mm. F i n ll a y , w e g o t C C S , D NV, GE a p a s s t o p r o d u c e E 4 0 s h i p p l a t e , K e y wo r d s E4 0 TMC P L o w — - C r b o n Mi c r o — — ll a o y e d Hi g h — - S t r e n g h t h S h i p P l a t e
2016AH32高强度船板钢火工工艺摸索
AH32高强度船板钢火工工艺摸索李剑锋摘要:采用拉伸试验机、摆锤式冲击试验机、弯曲试验机、金相显微镜、维氏硬度计等研究了650℃、950℃、1100℃三个温度火工校正后AH32高强度船体结构钢力学性能和显微组织的变化规律。
试验结果表明:在经过650℃、950℃、1100℃三个温度火工校正后,AH32高强度船体结构钢显微组织均为铁素体+珠光体,随着火工校正温度的升高,晶粒粗大,块状铁素体数量减少,片状铁素体和针状铁素体增多,魏氏体越来越严重。
在1100℃火工校正温度时AH32钢板的强度,硬度,塑性和韧性变化不大,都能满足CCS规范对AH32钢板的要求。
关键词:AH32高强度船体结构钢;火工校正;力学性能;显微组织1 引言高强度船体结构钢具有高强度、良好的塑性、低温冲击韧性、优良的冷弯等加工性能和可焊性等一系列的优点,符合大型船舶、海工产品等建造轻量化、专业化的发展趋势以及低碳经济和绿色船舶的概念,因而近年来在船舶及海洋工程装备领域的应用大幅增加。
在船体建造时,船体各部分的构件在加工、装配以及焊接过程中,由于应力的存在会发生不同程度的波浪、弯曲和翘曲等变形,特别是焊接加工时的影响最大。
为保证船体的装配精度和外观质量,消除船体局部的应力集中,一般采用火工校正的方法来矫正变形。
但是高强度船体结构用钢为低碳低合金钢,对温度较为敏感,不同的加热温度对其组织状态和力学性能的差异较大,极易造成冲击韧性和塑性的大幅下降。
目前AH32高强度船体结构钢在公司散货船上的使用比例达到了70%,在船体外板等暴露位置更是达到了90%之多,研究不同火工校正温度对AH32高强度船体结构钢力学性能和显微组织的影响,对公司船舶建造中AH32板的规范使用和火工工艺具有良好的指导意义。
本文研究了650℃、950℃、1100℃三个温度火工校正空冷后AH32高强度船体结构钢强度、韧性、塑性、硬度和显微组织的变化规律,并按照中国船级社《材料与焊接规范》(以下简称“CCS规范”)中对AH32的要求进行评定。
高强度船板DH36生产工艺分析与应用
207管理及其他M anagement and other高强度船板DH36生产工艺分析与应用孙路路(南京钢铁股份有限公司板材事业部,江苏 南京 210035)摘 要:国内某厂的高强度船板DH36,采用低碳合理的微合金元素,进行炼钢、连铸、控轧控冷,剪切检验等生产工序,试验钢屈服强度385~457MPa,抗拉强度532~593MPa,延伸率22%~28%,-20℃冲击功为138~283J。
符合GB/712-2011的标准,满足高强度船板的供货需求。
关键词:高强度船板;DH36;控轧控冷中图分类号:TF76;U671.3 文献标识码:A 文章编号:11-5004(2020)13-0207-2收稿日期:2020-07作者简介:孙路路,男,生于1985年,山东人,本科,助理工程师,研究方向:生产工艺。
船用钢板主要用于制造船体结构钢,制造海洋、沿海和内陆船舶的船体和甲板。
在使用中,船用钢板要承受海水的反复冲击,而且在船体制造和装配复杂,再过程中会产生较大的内应力。
同时,在航行过程中,由于海水及天气的影响,材料的温度会升高[1]。
提出了高韧性、高强度、高清洁度、易焊接、低成本的要求。
随着我国从造船大国向造船强国的发展,船舶正朝着大型化、轻量化的方向发展。
世界上主要船级社有英国(LR)、挪威(DNV)、美国(ABS)、日本(NK)、法国(BV)、德国(GL)和中国(CCS)船级社等[2]。
因此,在生产过程中,必须提高钢液的质量,包括纯度、成分和含气量。
该厂具备步进式加热炉、双机架轧机AGC 控制系统,超快速冷却系统,矫直机。
采用合理的生产轧制工艺,满足船舶工业发展的需要。
图1为某船图图1 船图1 国内外船板钢的发展概况日本和韩国在国际造船市场中有很高的份额。
随着市场需求的变化和对船用钢板需求的不断变化,采用了以Ni-Cr-Mo 系合金元素为主要元素的HY-80钢。
通过调整化学成分、提高合金元素含量、优化热处理工艺,研制出低碳、低氢致裂纹、焊接性能好、用户使用效果好的HSLA 系列钢,但其产品强度变化不明显。
船舶及海洋工程用钢板工艺流程图及说明
船舶及海洋工程用钢板工艺流程图及说明船舶及海洋工程用钢板生产工艺流程图及工艺说明一、工艺流程图加热板坯组批、分切加热质量控制点除鳞粗轧轧制激光测宽精轧轧制轧制质量控制点层流冷却激光测厚矫直机矫直冷床冷却上、下表面检验剪切成品检验、取样、理化检验修磨、复检成品质量控制点成品标识收集入库板坯验收入库二、工艺说明工艺概述:船舶及海洋工程用连铸板坯经验收入库,根据生产需要对连铸板坯进行分切、组批。
连铸板坯入炉加热后,由辊道送至除鳞机除鳞,除鳞后进入粗轧机,完成粗轧后经激光测宽仪由辊道运送至精轧机。
精轧完成后根据工艺需要进行轧后层流冷却,经激光测厚仪由辊道运送至矫直机,矫直后由检验人员对钢板进行热检,钢板进入冷床自然冷却。
冷却的钢板经上表检验后经翻板机翻身进行下表检验和尺寸检验。
根据检验情况对钢板分断、切边、定尺剪切完成后进行成品检验、修磨、标识,最后由电磁吊收集入库。
1、加热制度1.1炉膛温度控制要求按表1执行(表1)技术参数钢级预热温度℃加热温度℃均热温度℃加热速度mm/min一般强度船体用A、B级钢板≥650 1180~1320 1180~1300 0.7~-0.9 注:使用温度监控系统进行监控,并进行记录。
2.1加热要求①加热速度根据坯料厚度确定,坯料越厚加热速度越慢。
②钢坯加热要烧匀烧透。
③控制炉膛压力处于微正压状态,防止炉头吸冷风。
④生产不正常造成停轧时,加热炉升降温度制度按表2执行。
(表2)停轧时间( h )炉温(℃)提前升温时间(min) 均热段加热段〈0.5 不变不变不变〈1 1200 1200 151-2 1100 1050 302-4 1080 1000 40>4 800 800 802、高压水粗除磷工艺要求2.1加热好的钢坯必须进行除磷,一次除磷不尽,可增加除磷道次。
2.2正常生产时,要保证各喷嘴通畅,高压水泵出口工作压力≥15Mpa。
3、四辊粗轧工艺技术操作要求3.1表面氧化铁皮必须除干净,除不干净不得轧制。
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。
船板钢的生产
船板钢的生产1绪论1.1 船板钢的性能要求及其影响因素船板钢在要求规定的屈服强度、抗拉强度和延伸率外,还要求其在低温状态下的韧性(AKV 值),另外,船板钢还要有良好的焊接性能。
那么从船板钢的这些性能的影响因素出发,我们去找出它与普碳钢的区别。
1.1.1 屈服强度和抗拉强度的影响因素对一般工程用的铁素体—珠光体钢强度的影响,主要是通过固溶强化来体现的。
经研究表明,不同元素每加入1%的量可以提高屈服强度的数值如下:P 为680MN/ m2 (69.3kg/mm2),Sn 为124MN佰(I2.6kg/mm2), Si 为83MN/m (8.5kg/mm2) , Cu为38MN/m (3.9kg/mm2) , Mn为32MN/ m (3.3kg/mm2) , Mo为11MN/m (1.1kg/mm2)等等。
固溶强化效果最好的还是碳,每增加0.1%C强度提高约294MNm(30kg/mm2),由于碳增多后,显著地导致焊接性能和冷脆性能的恶化,所以碳含量被严格限制在低碳范围,而加入其它合金元素来满足强度。
此外加入少量细化晶粒的元素,如Al、V、Ti、Nb等可使强度尽一步提高,AH32 AH36 高强度船板就是微合金化的。
一般屈服强度都能达到,所以只考虑它的抗拉强度,影响抗拉强度的各特征的偏相关因数如下:特征量C% Mn% S% P% Si h/mm便相关因数0.528 0.194 -0.092 0.046 0.137 -0.047 h 是轧制成船板的厚度,由于它的影响甚小,在把Si 定为0.25%左右时,在投料生产前估计产品的抗拉强度经验公式为:ab=328[C%]+81.8[Mn]+365 (1)另外, 有经验公式描述屈服强度与碳含量的关系如下:As=179.9+384Ceq+29.0Si (2)1.1.2 焊接性能的影响因素如果钢的含碳量较高, 有含有增大淬透性的合金元素, 那么就更容易导致硬化和淬化, 而且由于相变应力和热应力的作用, 在焊缝处易产生裂纹。
2016AH32高强度船板钢火工工艺摸索
AH32高强度船板钢火工工艺摸索李剑锋摘要:采用拉伸试验机、摆锤式冲击试验机、弯曲试验机、金相显微镜、维氏硬度计等研究了650℃、950℃、1100℃三个温度火工校正后AH32高强度船体结构钢力学性能和显微组织的变化规律。
试验结果表明:在经过650℃、950℃、1100°。
三个温度火工校正后,AH32高强度船体结构钢显微组织均为铁素体+珠光体,随着火工校正温度的升高,晶粒粗大,块状铁素体数量减少,片状铁素体和针状铁素体增多,魏氏体越来越严重。
在1100。
火工校正温度时AH32钢板的强度,硬度,塑性和韧性变化不大,都能满足CCS规范对 AH32钢板的要求。
关键词言言H32高强度船体结构钢;火工校正;力学性能;显微组织高强度船体结构钢具有高强度、良好的塑性、低温冲击韧性、优良的冷弯等加工性能和可焊性等一系列的优点,符合大型船舶、海工产品等建造轻量化、专业化的发展趋势以及低碳经济和绿色船舶的概念,因而近年来在船舶及海洋工程装备领域的应用大幅增加。
在船体建造时,船体各部分的构件在加工、装配以及焊接过程中,由于应力的存在会发生不同程度的波浪、弯曲和翘曲等变形,特别是焊接加工时的影响最大。
为保证船体的装配精度和外观质量,消除船体局部的应力集中,一般采用火工校正的方法来矫正变形。
但是高强度船体结构用钢为低碳低合金钢,对温度较为敏感,不同的加热温度对其组织状态和力学性能的差异较大,极易造成冲击韧性和塑性的大幅下降。
目前AH32高强度船体结构钢在公司散货船上的使用比例达到了 70%,在船体外板等暴露位置更是达到了 90%之多,研究不同火工校正温度对AH32高强度船体结构钢力学性能和显微组织的影响,对公司船舶建造中AH32板的规范使用和火工工艺具有良好的指导意义。
本文研究了650℃、950℃、1100℃ 三个温度火工校正空冷后AH32高强度船体结构钢强度、韧性、塑性、硬度和显微组织的变化规律,并按照中国船级社《材料与焊接规范》(以下简称“CCS规范”)中对AH32的要求进行评定。
高强度钢的相关生产工艺文库
2. 1加热工艺钢坯的最高加热温度决定着奥氏体的原始晶粒度和合金元索的固溶程度.并直接影向钢板的最终性能。
从理论上讲.普通钢板的加热温度即为奥氏体均匀化温度.目的是降低变形阻力和弥补工序间的温度降低.加热温度应该在1 250℃以上.但是.由于温度过高可能弱化奥氏体品粒的结介力.并使组织过分粗化而导致最后性能恶化。
因此,一般加热温度在1180`C左右。
对于含有微介金元索的高级钢板钢坯.加热温度取上限.目的是保证介金元索允分固溶.发挥它随后的推迟再结晶温度和析出强化效果。
通常在炉内保温时间为3h以上并,保证各部分的温差小于20 `C 。
2. 2轧制工艺机械热处理技术(Thermomechanical control process , TMCP)是1960年以来发展起来的集轧制成刑及热处理于体的全而提高金属材料一力学性能、细化组织的先进冶金生产工艺技术。
具有流程简单、节能经济(无需丙汁火一回火).且在提高强度的同时明显提高材料韧性的特点。
TM-CP工艺包括控制奥氏体组织、微合金析出、丙加热一轧制-冷却过程的组织结构.以及合金设计、冶炼过程纯净控制、夹杂控制、除气等系列过程。
用该工艺技术制造的钢叫用于造船、管线以及海洋结构、高层建筑、桥梁等许多结构。
现代高级船板钢大多采用TMCP工艺.即控制轧制工艺。
奥氏体1}1-结品区轧制时.要求每道次的压下率大于临界变形率.小断通过1}1-结品细化品粒.否则会发生部分1}1-结品造成混品现象。
般轧制的终了温度在950℃以上。
中间坯厚度约为成品厚度的2. 5^ 4倍。
非1}1-结品区轧制后加工硬化的奥氏体在小同的冷却速率下发生相变.这种相变后细化的组织使强度和韧性得到提高.而且能相应降低碳含量和合金含量.在提高钢板的力学}h}能的同时也明显改善了焊接性能和焊接部位的韧性。
般轧制终了温度为850 `C左右。
通过1}1-结品Ix_轧制重新细化奥氏体品粒.在非结品Ix_轧制使奥氏体品粒伸长,通过在非丙结品Ix_轧制使奥氏体品粒力}}工硬化。
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王洪教授级高级工程师
船用结构钢板是船舶制造不可缺少的原材
料
因而试制开发
高强度船板具有一定的现实意义
级船板
年成功研制开发了等多个等级的高
强度船板
法国
德国
日本六国的认可
高强度船板的主要技术要求
主要技术要求
为能使实物质量更好地符合制
定了
高强度船板化学成分
钢板化学成分
为
为
为
横向
工艺路线
工艺路线直
弧
三辊劳特式轧机粗轧
工艺流程
废钢
钢包合金化
直弧热送热装粗
除鳞精除鳞控制冷
却空冷翻板取
样
标志
工艺要点
转炉冶炼
为
出钢至
加入精炼渣料
测温
微合金化
通电化渣要
求白渣保持时间大于
中间包液面控制不低于结
晶器液面波动控制在
中包温度为
加热温度为
次
次命中率只有次是在第
第
和表
表明
次试制的
板晶粒更趋均
北
京新余钢铁有限责任公
司
高强度船板的主要技术要求和工艺路线
在开发高强度船板过程中
通过采取压下分配的调整
较好地解决了上述问题
钢板的综合性能和可焊性
船板
可焊性
王洪等
高强度船板钢的生产工艺
见图综合性能也更加优越
反应了两次试制板经手工焊和埋弧自动
焊两种方式焊接
后
对同一种焊接方
式次试制板的焊
接热影响区具有较好的冲击韧性
和
图
表
性能及晶粒度
质量分数
平均
第
两次试制板的
冲击功
型
缺口位置
手工焊埋弧焊
第次试制板第次试制板
焊缝中心
熔合线
线外
线外
线外
线外
注表中斜线前面的冲击试样的冲击值
船板焊接热影响区
冲击功要求不得小于
船板的冲击要求
图次试制板金相组织
图
次试制板金相组织
图
次试制板埋弧焊焊接热影响区组织情况
厚度偏差
厚度偏差问题主要是厚度负偏差超差改判
试轧时厚度卡量位置在控冷区和矫直
机之间
钢板厚度会有一定程度的收缩高
强度船板轧制时需确保以下的累积压下率
不小于而新钢中板四辊轧机
各项力能参数与现代厚板轧机相比存在一定差
距
钢板变形抗力增大
为此
次试制时采取了如下措施
目标值由
公差范围由
道交
叉改为道交叉
可焊性
第
对性能表面质量等都
符合内控要求的板进行了可焊性实验
无
论手工
焊还是自动埋弧
焊
为
在第
在精炼末期钛铁
分析讨论
工艺调整对命中率的影响
工艺调整后
次试制命中率提高了
进行控温轧
制时
增加精轧道次将有利
于提高尺寸命中率
工艺调整对综合性能的影响
从表
第板晶粒
更趋均匀细小这是因为
工艺调整的实质是增加了钢板在未再结晶区的
轧制道次和累积压下率随
着累积压下率的增大
为铁素体转变时提供了更多的形核点
微板可焊性的影响
从化学成分来看
只是第
而从焊接冲击实验结果来看次试制板具有
较好的焊接性能
在焊接热循环过程中
有效
地阻止原始奥氏体晶粒长大
氮化物在钢中难溶解的序
列是是最难
溶解的
次试制板中的粒子能有
效地阻止其原始晶粒长大
图
次试制板埋弧焊焊接热影响区组织情况
王洪等
高强度船板钢的生产工艺
结论
利用现有的工艺和设备
高强度船板
在进行控温
轧制时
适当减小道次压下量
有利于细化铁素体晶粒
板的可焊性
王延溥
北京
控制轧制与控制冷却
冶金工业出版社
王有铭韦光
北京
周莲
机械工程材料
尹桂全
电焊机
黄泽文
氮化物在奥氏体中的行为。