船體用鋼及其生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展

船體用鋼及其生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展 2 主要內(nèi)容1 船體用鋼生產(chǎn)現(xiàn)狀2 船體鋼的要求與應(yīng)用3 船體鋼生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展4 結(jié)語(yǔ) 3 1 船體用鋼生產(chǎn)現(xiàn)狀 2001 2007年微合金化鋼產(chǎn)量統(tǒng)計(jì) 萬(wàn)噸 2006年Nb鋼產(chǎn)量占總鋼產(chǎn)量的6 81 占總微合金化鋼產(chǎn)量56 18 2007年Nb鋼產(chǎn)量占總鋼產(chǎn)量的7 17 占總微合金化鋼產(chǎn)量58 51 4 鈮在中國(guó)鋼鐵生產(chǎn)中的消費(fèi)構(gòu)成 FeNb集中用于建筑 機(jī)械 造船 油氣 橋梁 含車輛 汽車六大行業(yè) Nb鋼生產(chǎn)和應(yīng)用的四大亮點(diǎn) 建筑用鋼 熱軋鋼筋 H型鋼 建筑結(jié)構(gòu)板 管線用鋼造船用鋼 含海洋平臺(tái) 鐵道橋梁用鋼 品種開發(fā)迅速 生產(chǎn)量大 使用面廣技術(shù)含量高 對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)率貢獻(xiàn)大 5 造船用中厚板可以在以下任一類軋機(jī)生產(chǎn) 傳統(tǒng)的中厚板生產(chǎn)線適于生產(chǎn)寬而厚的產(chǎn)品 熱連軋寬帶鋼軋機(jī)適于生產(chǎn)薄而窄的產(chǎn)品 寬規(guī)格卷軋中厚板軋機(jī) 爐卷 適于前兩類軋機(jī)難以生產(chǎn)的薄而寬的規(guī)格 6 2008年 我國(guó)中厚板軋機(jī)總產(chǎn)能5553萬(wàn)噸 2010年 我國(guó)中厚板軋機(jī)總產(chǎn)能達(dá)到6500 7000萬(wàn)噸 幾乎具有中厚板軋機(jī)的鋼鐵企業(yè)都生產(chǎn)船體用鋼 2008年造船鋼板的實(shí)際產(chǎn)量1405萬(wàn)噸 用于國(guó)內(nèi)消費(fèi)1067 8萬(wàn)噸 占76 用于出口約337 2萬(wàn)噸 包括鋼材出口和船舶出口 造船板生產(chǎn)統(tǒng)計(jì) 2000 2008年國(guó)內(nèi)造船板消費(fèi)量統(tǒng)計(jì) 萬(wàn)噸 2007年造船板產(chǎn)量1237萬(wàn)噸 其中 中厚板軋機(jī)生產(chǎn)1026萬(wàn)噸 占82 9 熱連軋機(jī)生產(chǎn)176萬(wàn)噸 占14 2 爐卷軋機(jī)生產(chǎn)36萬(wàn)噸 占2 9 2007年主要生產(chǎn)造船板企業(yè)其中 新余132 36萬(wàn)噸 占10 7 濟(jì)鋼131 12萬(wàn)噸 占10 6 鞍鋼123 70萬(wàn)噸 占10 1 韶關(guān)82 88萬(wàn)噸 占6 7 重鋼80 41萬(wàn)噸 占6 5 南鋼71 75萬(wàn)噸 占5 8 寶鋼65 56萬(wàn)噸 占5 3 湘鋼45 77萬(wàn)噸 占3 7 占總產(chǎn)量59 48 2 船體用鋼的要求與應(yīng)用 2 1對(duì)造船鋼板的性能要求 基本性能要求強(qiáng)度低溫韌性焊接性耐海水腐蝕性能滿足現(xiàn)代造船業(yè)建造工藝的要求 在30年的服役期內(nèi)足以承受設(shè)計(jì)預(yù)期的載荷 在無(wú)限航區(qū)安全運(yùn)行 船級(jí)社規(guī)范要求 船級(jí)社規(guī)范要求 化學(xué)成分 船級(jí)社規(guī)范要求 機(jī)械性能 高強(qiáng)度船板的交貨狀態(tài) 對(duì)船體用鋼的特種要求從環(huán)保和確保安全的觀點(diǎn) 提高鋼的抗裂斷能力 為減少維修 延長(zhǎng)壽命周期而改善鋼的耐疲勞 耐腐蝕的特性 提高造船企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率 Y S隨屈服強(qiáng)度變化的函數(shù) 鋼的屈強(qiáng)比 韌性和強(qiáng)度 夏氏轉(zhuǎn)變溫度和屈強(qiáng)比 屈服強(qiáng)度346到1156MPa的鋼 韌性和強(qiáng)度 斷裂擴(kuò)展機(jī)理和溫度 屈服強(qiáng)度346到1156MPa的鋼 當(dāng)前對(duì)屈強(qiáng)比的限定還比較保守對(duì)屈強(qiáng)比的限定必須是關(guān)于強(qiáng)度等級(jí) 應(yīng)用和設(shè)計(jì)原理的函數(shù) 塑性設(shè)計(jì) 以匹配目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的方式處理屈強(qiáng)比問題仍然存在著一定的問題對(duì)多數(shù)材料而言 Y S和n之間關(guān)系的依據(jù)在SINTAP中 這種關(guān)系是形成材料FAD特性的基礎(chǔ)如果需要的話 可以應(yīng)用這種方法來(lái)降低屈強(qiáng)比 是否需要降低屈強(qiáng)比則是另一個(gè)問題 近期鋼結(jié)構(gòu)的趨勢(shì)鋼結(jié)構(gòu)越來(lái)越大相對(duì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易要求較高安全性 對(duì)鋼材的要求更高的強(qiáng)度等級(jí)板厚增加伏異焊接性能變形能力強(qiáng) 低屈強(qiáng)比 幾種可行的生產(chǎn)工藝連續(xù)在線控制工藝超高快冷工藝 雙相組織 細(xì)晶?；刂芃 A相的尺寸和分布 碳素結(jié)構(gòu)鋼晶粒尺寸與相應(yīng)的屈服強(qiáng)度 影響M A相的幾個(gè)因素隨軋后冷卻速度增大 M A趨向細(xì)小 體積分?jǐn)?shù)增加隨精軋段變形溫度提高 對(duì)M A影響不明顯隨精軋段變形量增加 M A量趨于減少在F P型鋼中 M A相體積分?jǐn)?shù) 1 2 Rel Rn0 86 0 88M A相體積分?jǐn)?shù) 3 4 Rel Rn0 83 0 85M A相體積分?jǐn)?shù) 75 Rel Rn0 80 0 82 2 抗疲勞特性由于海浪 推進(jìn)器 發(fā)動(dòng)機(jī)的作用 船舶在服役期間長(zhǎng)期處于交變應(yīng)力 108次 作用狀態(tài) 低應(yīng)力疲勞斷裂成為船體結(jié)構(gòu)的關(guān)注點(diǎn) 抗疲勞性能的主要指標(biāo)是裂紋擴(kuò)展速率 細(xì)晶粒組織的TMCP工藝生產(chǎn)的鋼板 并且有彌散分布的第二相的微觀精細(xì)結(jié)構(gòu) 有良好的抗疲勞能力 3 適應(yīng)大線能焊接隨著船舶的大型化 船體結(jié)構(gòu)用鋼板厚度達(dá)到80mm 采用大線能 單位輸入熱 焊接可大大縮短建造周期 控制HAZ晶粒尺寸 大于100KJ cm 保證低溫韌性要求 新開發(fā)大線能量焊接鋼的成分和性能 新開發(fā)大線能量焊接鋼板焊接區(qū)性能 4 鋼的止裂性能船體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的止裂措施 主要在外舷與甲板接頭 甲板艙口用板等 往往采取鉚接 加強(qiáng)方法 來(lái)防止裂紋的形成和擴(kuò)展 高止裂性能的鋼材具有表層細(xì)晶化的特征 E級(jí)鋼的必要條件 尤其是海軍艦艇用鋼 一般以落錘試驗(yàn)和爆炸膨脹試驗(yàn)來(lái)評(píng)價(jià)抗脆性裂紋擴(kuò)展的能力 落錘試驗(yàn) 美國(guó)海軍研究所 由落錘試驗(yàn)測(cè)定的零塑性較高溫度 NDT 是一個(gè)重要的工程設(shè)計(jì)參數(shù) 民用船舶以0 為最低判據(jù) 海軍艦艇則要求NDT不高于 20 考慮到爆炸載荷的作用 要求NDT更低些 高于NDT則屬于彈塑性斷裂范疇 隨溫度升高 鋼板具有止裂能力 裂紋源操作試驗(yàn) 軍用艦艇鋼的特定試驗(yàn)項(xiàng)目 用以測(cè)定鋼的彈性負(fù)荷破裂轉(zhuǎn)變溫度 FTE 和塑性負(fù)荷破裂轉(zhuǎn)變溫度 FTP 反映鋼板在爆炸載荷作用下 抗爆性和止裂能力 低碳微合金化鋼NDT 55 75 FTE 30 60 FTP 10 40 落錘撕裂試驗(yàn) DWTT 引進(jìn)ASTME436 80的韌性評(píng)定方法 適用板厚度3 18 19 1mm 確定在服役狀況的溫度下 斷口的纖維狀百分要求 100 纖維狀斷口對(duì)應(yīng)于鋼的FTP50 纖維狀斷口對(duì)應(yīng)于鋼的FTE在FTE溫度下 即使存在很大裂紋 只要工作應(yīng)力不超過鋼的屈服點(diǎn) 不致發(fā)生斷裂 5 熱循環(huán)對(duì)船體鋼板性能的影響 水火彎板和火工矯正工藝是船體構(gòu)件加工的重要手段之一 這種加工實(shí)現(xiàn)了鋼板和型材的塑性變形 同時(shí)也由于鋼材受到一次或多次熱循環(huán)的結(jié)果 鋼的微觀組織 晶粒度 以及性能都承受不同程度的變化 對(duì)于常規(guī)熱軋或正火F P型的鋼 水火和火工操作都能保持鋼材有水平 對(duì)于RMCP軋制的微合金化鋼 由于水火和火工操作于鋼材生產(chǎn)條件的差異 通過熱循環(huán)研究來(lái)評(píng)估對(duì)性能的影響 對(duì)于具有中溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的鋼 影響程度取決于隨后冷卻速度 實(shí)際水火熱循環(huán)溫度曲線 6 控制殘余應(yīng)力 在船舶建造過程中 切割 焊接和熱矯形等操作的熱量輸入難以避免鋼材的變形 還有低的終軋溫度 快速的冷卻速度 導(dǎo)致鋼板的殘余應(yīng)力 稱作為形狀與殘余應(yīng)力控制的鋼板往往用于貫通板和船艙底板的制作 7 鋼的時(shí)效敏感性 對(duì)造船鋼板的性能要求之一 時(shí)效敏感性取決于鋼中游離氮的含量 鋼水從大氣中吸N量 平均值 ppm 形成TiN和NbN 使成品鋼板中的游離氮含量低于10ppm 足以消除時(shí)效傾向 2 2船體用鋼板的應(yīng)用 國(guó)際船級(jí)社協(xié)會(huì) INTERNATIONALASSOCLATIONOFCLASSIFICATIONSOCIETIES 簡(jiǎn)稱IACS 共有十一個(gè)正式會(huì)員 他們分別是 美國(guó)船級(jí)社 ABS 法國(guó)船級(jí)社 BV 中國(guó)船級(jí)社 CCS 挪威船級(jí)社 DNV 德國(guó)勞氏船級(jí)社 GL 韓國(guó)船級(jí)社 KR 英國(guó)勞氏船級(jí)社 LR 日本海事協(xié)會(huì) NK 波蘭船舶登記局 PRS 意大利船級(jí)社 RINA 和俄羅斯船舶登記局 RS 另外還有兩個(gè)聯(lián)系會(huì)員 印度船級(jí)社 IRS 和克羅地亞船舶登記局 CRS 雖然LACS包括聯(lián)系會(huì)員在內(nèi)才十三個(gè)會(huì)員 但是加入這十三個(gè)船級(jí)社的商船 其總噸位卻占世界商船總噸位的90 以上 每年加入這十三個(gè)船級(jí)社船級(jí)的新造船舶的噸位也占新造船總噸位的90 以上 1 世界三大主力船型市場(chǎng)供需分析散貨船 現(xiàn)有散貨船中高齡船多 未來(lái)需求較大 訂單僅能滿足更新要求 訂單和交付量的大幅度增長(zhǎng) 說(shuō)明全球有效產(chǎn)能增速仍跟不上需求增速 產(chǎn)能缺口有持續(xù)擴(kuò)大趨勢(shì) 我國(guó)最大的散貨輪為17 5萬(wàn)總噸 由上海外高橋船廠承建 船板級(jí)別一般為B級(jí) 約有20 25 位DH32 DH36 油船現(xiàn)有的油船多為高齡船 單殼油船 共9890萬(wàn)載重噸 按國(guó)際防污公約規(guī)定2010年之前必須淘汰 雙殼船中船齡20年以上的有440萬(wàn)載重噸 預(yù)計(jì)雙殼高齡油船可以創(chuàng)造約840萬(wàn)載重噸更新要求 更新需求共10730萬(wàn)載重噸 按目前1 5億載重噸的訂單計(jì)算 尚有4270萬(wàn)載重噸的訂單需要新增需求去解決才能保持平衡 油輪約占總造船噸位的23 25 世界上最大的油輪已達(dá)50萬(wàn)噸級(jí) 我國(guó)于2001年實(shí)現(xiàn)了30萬(wàn)噸級(jí)油輪的突破 油輪用鋼板級(jí)別一般至DH36 由于交替裝載原油和海水 所以要求的是耐海水腐蝕和耐H2S腐蝕的性能 集裝箱船集裝箱海運(yùn)量增速平穩(wěn) 運(yùn)價(jià)回落 全球集裝箱船的總體船齡低 未來(lái)更新需求小 船齡20年以上的現(xiàn)役船共有95 5萬(wàn)載重噸 占比僅為10 1 而造船企業(yè)手持訂單與船隊(duì)規(guī)模比近年來(lái)已高達(dá)50 更新需求遠(yuǎn)低于手持訂單 目前集裝箱船最大裝載量在1000TEU 40英尺長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)箱型 約占世界造船總噸位的13 15 我國(guó)已可建船5000 8000TEU的船只 要求較高的強(qiáng)度級(jí)別的船用鋼板 一般為DH32 DH36 約有8 10 的EH36鋼級(jí) 其他的還有液化天然氣 液化石油氣輪和滾裝輪 1997年 2004年主要船型造船產(chǎn)量及比例單位 萬(wàn)總噸 中國(guó)造船企業(yè)分布 十一五 期間 我國(guó)將重點(diǎn)建設(shè)環(huán)渤海灣 長(zhǎng)江口 珠江口區(qū)域三個(gè)現(xiàn)代化大型造船基地 目前這些地區(qū)已成為我國(guó)造船業(yè)的基地 共有造船廠3050多家 成規(guī)模的有913家 其中渤海灣地區(qū)近1100余家 長(zhǎng)江三角地區(qū)近1400余家 珠三角地區(qū)近500余家 江蘇 浙江 山東 福建等4省份船舶工業(yè)發(fā)展迅速 連年造船完工量大幅增長(zhǎng) 已接近全國(guó)造船產(chǎn)量的40 國(guó)內(nèi)骨干造船企業(yè)57家 環(huán)渤海地區(qū) 遼寧省大連船舶重工集團(tuán) 遼寧渤海造船廠船舶修造公司 遼寧船舶工業(yè)園 大連環(huán)達(dá)船舶有限公司河北省秦皇島造船廠 山海關(guān)船舶重工有限公司 天津造船廠 天津新港造船廠 天津市造船廠 黃驊造船廠山東省煙臺(tái)萊佛士造船有限公司 青島北海船廠 山東黃海造船有限公司 青島前進(jìn)船廠 國(guó)營(yíng)青島造船廠 煙臺(tái)北方造船 山東威海造船廠 榮城市造船工業(yè)集團(tuán)公司長(zhǎng)三角地區(qū) 上海市滬東中華造船 集團(tuán) 公司 江南造船 集團(tuán) 公司 上海外高橋造船公司 東海船舶修造廠 上海愛德華造船有限公司 上海船廠江蘇省南通中遠(yuǎn)川崎船舶工程有限公司 江蘇新世紀(jì)造船股份有限公司 江蘇揚(yáng)子江船廠有限公司 中商集團(tuán)口岸船舶工業(yè)公司 江蘇江都船舶集團(tuán)公司 長(zhǎng)江航運(yùn)集團(tuán)金陵船廠 江蘇省鎮(zhèn)江船廠 江蘇江揚(yáng)船舶集團(tuán)公司浙江省浙江船廠 舟山揚(yáng)帆船舶工業(yè)集團(tuán)公司 杭州東風(fēng)船舶有限公司 寧波恒富船業(yè) 集團(tuán) 有限公司北侖船廠 國(guó)營(yíng)海東造船廠安徽省蕪湖造船廠 長(zhǎng)江航運(yùn)集團(tuán)江東造船廠 蕪湖大江船舶有限公司珠三角地區(qū)福建省福建省船舶工業(yè)集團(tuán)公司 福建省立新船舶工程有限公司 廈門船舶重工股份有限公司 福建國(guó)安船業(yè)有限公司 福建福寧船舶重工有限公司廣東省廣州廣船國(guó)際股份有限公司 廣州文沖船廠 廣州黃埔造船廠 新中國(guó)船廠 廣東東莞市造船廠 珠海市船舶工業(yè)總公司廣西省廣西桂江造船廠 廣西北海海洋漁業(yè)總公司修造廠 南寧航運(yùn)總公司桂西船廠 柳州市國(guó)營(yíng)西江造船廠 百色市航運(yùn)公司船廠 防城港天星船舶修造有限責(zé)任公司 中國(guó)船舶工業(yè)歷年造船量 船體結(jié)構(gòu)組成部分選材 2006年造船板消費(fèi)量及等級(jí)統(tǒng)計(jì) 2011 2015年中國(guó)船用鋼材需求總量預(yù)測(cè) 從我國(guó)目前已有的大型造船廠的情況看 海洋船舶基本上都具備使用3m級(jí)寬厚板的能力 板寬越大 焊縫越少 造船板厚度大多在3 100mm之間 寬度基本在1500 4500mm之間 如大連新船重工最寬使用4000mm 上海外高橋最寬使用4500mm 建造大型ULCC 30萬(wàn)噸以上的超巨型油輪 需要5000mm的造船板 日本 韓國(guó)等造船廠 在制造6萬(wàn) 15萬(wàn)噸級(jí)船時(shí)均使用4m以上造船板 內(nèi)河船用船板的寬度一般為1000 3000mm 以1500 1800mm為主 約占60 船板厚度為4 5 20mm 大量使用6 12mm 約占98 海洋平臺(tái)及用鋼 海上石油鉆采平臺(tái)分固定式平臺(tái) 重力式平臺(tái) 張力腿式平臺(tái) Spar式平臺(tái) 順應(yīng)式平臺(tái) 我國(guó)目前僅能建造安裝海上固定式平臺(tái) 主要是樁基式平臺(tái) 目前已掌握200米水深以內(nèi)的固定式平臺(tái)的設(shè)計(jì) 建造及安裝技術(shù) 已達(dá)到國(guó)外同樣水深同類平臺(tái)的技術(shù)水平 海洋石油大發(fā)展為鋼鐵行業(yè)的發(fā)展帶來(lái)的機(jī)遇 2010年中國(guó)海洋石油總公司年產(chǎn)量要達(dá)到5000 5500萬(wàn)立方米油當(dāng)量 建造76座平臺(tái) 鋪設(shè)1400公里海底管線 建造6座FPSO SPM 陸地終端8座 水深20米典型的平臺(tái)結(jié)構(gòu) 水深132米典型的平臺(tái)結(jié)構(gòu) 深水油田新型平臺(tái) 深水油田平臺(tái)布置圖 1 深水油田平臺(tái)布置圖 2 2008年我國(guó)船舶工業(yè)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀況造船完工量2881萬(wàn)載重噸 同比增長(zhǎng)52 2 占世界完工量29 5 新造船訂單5818萬(wàn)載重噸 同比增長(zhǎng) 40 9 占世界總訂單37 7 手持船舶訂單20460萬(wàn)載重噸 同比增長(zhǎng)28 7 占世界手持訂單35 5 已全面超過日本 位居世界第三 2008年1 12月全國(guó)規(guī)模以上造船企業(yè)1242家 出口船舶完工量2107萬(wàn)載重噸 占國(guó)內(nèi)總完工量73 出口交貨值2122億元 占造船行業(yè)總產(chǎn)值56 1 出口到150個(gè)國(guó)家 前三位是新加坡 德國(guó) 中國(guó)臺(tái)灣 2008年1 9月份造船完工量排名前10位地區(qū)江蘇430 8萬(wàn)載重噸上海391 8萬(wàn)載重噸浙江331 7萬(wàn)載重噸遼寧274 3萬(wàn)載重噸廣東89 0萬(wàn)載重噸湖北39 3萬(wàn)載重噸山東33 9萬(wàn)載重噸重慶30 9萬(wàn)載重噸福建25 8萬(wàn)載重噸天津23 7萬(wàn)載重噸 2008年1 9月份造船完工量排名前10位企業(yè)大連船舶重工236 2萬(wàn)載重噸上海外高橋造船227 6萬(wàn)載重噸滬東中華造船86 1萬(wàn)載重噸常石集團(tuán) 舟山 67 6萬(wàn)載重噸江蘇揚(yáng)子江53 1萬(wàn)載重噸廣州廣船國(guó)際51 4萬(wàn)載重噸江蘇新世紀(jì)造船51 4萬(wàn)載重噸中船澄西船舶42 5萬(wàn)載重噸江蘇新時(shí)代37 5萬(wàn)載重噸上海船廠34 4萬(wàn)載重噸 2008年1 9月份手持船舶訂單前10位企業(yè)大連船舶重工2100 1萬(wàn)載重噸上海外高橋造船1786 8萬(wàn)載重噸江蘇熔盛重工1734 3萬(wàn)載重噸江蘇新時(shí)代1327 4萬(wàn)載重噸南通中遠(yuǎn)川崎807 8萬(wàn)載重噸渤海船舶重工806 0萬(wàn)載重噸江蘇揚(yáng)子江784 5萬(wàn)載重噸上海江南長(zhǎng)興769 3萬(wàn)載重噸舟山金海灣750 0萬(wàn)載重噸滬東中華造船684 5萬(wàn)載重噸 2008年我國(guó)船舶業(yè)的技術(shù)進(jìn)展首次開工建造3050M的深水鉆井平臺(tái)400英尺自升懸臂式鉆井平臺(tái)交付使用首艘LNG船建造完工首艘10000TEU集裝箱船完工國(guó)內(nèi)最大最先進(jìn)16888M3自航耙吸式挖泥船完工16萬(wàn)M3電力推進(jìn)LNG船開發(fā)成功 預(yù)測(cè)2008年10月 2009年2月撤銷訂單40艘計(jì)274萬(wàn)載重噸 占手持訂單總量1 4 世界航運(yùn)業(yè)運(yùn)力過剩60 直接影響造船業(yè)后勁2009年1 2月國(guó)內(nèi)船廠新接訂單僅66萬(wàn)載重噸 同比下降91 造船業(yè)萎縮預(yù)計(jì)在2011 2012年才能顯示 3 造船用鋼生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展 3 1以鞍鋼為例 船體及海洋工程結(jié)構(gòu)用鋼開發(fā) 船板生產(chǎn)工藝流程 冶金物理性能研究 過冷奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線 鞍鋼TMCP船體及海洋工程結(jié)構(gòu)用鋼開發(fā)和應(yīng)用 船板力學(xué)性能 超高強(qiáng)度性能過程能力 FH500 FH550 船板性能對(duì)比 EH550 鞍鋼船板認(rèn)證情況 3 2船體鋼中的夾雜物世界各國(guó)造船用鋼鑄坯中的含氧量在10 30 ppm 經(jīng)RH處理可控制在10ppm以下 熱軋中厚板中的氧化物夾雜物的重量0 4 3 0ppm 夾雜物的顆粒尺寸80 300 m 生產(chǎn)各工序T O 的變化 鋼的潔凈化技術(shù)中的鈣處理以鈣處理替代傳統(tǒng)的鋁脫氧 可以形成低熔點(diǎn)鈣酸鹽 成為氧化物和硫化物的核心 鋼中鈣含量與夾雜物變性程度 呈球形的鈣酸鹽夾雜物 可使晶粒細(xì)化 提高抗層狀撕裂性能 抗熱氫脆開裂 焊縫的塑韌性 還改善鋼水的可澆性 3 3造船用中厚板的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn) Nb微合金化我國(guó)造船用中厚板生產(chǎn)是Nb微合金化產(chǎn)品的亮點(diǎn)之一在屈服強(qiáng)度550MPa級(jí)以下 不需要添加Mo V在添加Nb及以Ti的鋼中 Nb含量應(yīng)與鋼中的C N保持化學(xué)配比 不考慮C與N原子間隙缺位時(shí) 按Nb C N 的溶解度積公式計(jì)算Lg Nb C 0 83 N 0 14 4 46 9800 T鋼坯加熱溫度低于Nb C N 全溶解溫度30 50 為宜 細(xì)小的未溶解Nb C N 起著抑制 粗化和粗軋時(shí)釘軋?jiān)俳Y(jié)晶 晶粒的長(zhǎng)大 鋼的細(xì)晶化保持強(qiáng)度和韌性適當(dāng)平衡最有用的手段是晶粒細(xì)化 晶界成位錯(cuò)移動(dòng)的障礙 細(xì)晶化既可提高鋼的強(qiáng)度 又能改善鋼的韌性 通過奧氏體的調(diào)節(jié) 實(shí)現(xiàn)晶粒的有效細(xì)化 形變?cè)俳Y(jié)晶 非結(jié)晶區(qū)形變晶粒的扁平化和形變帶 過冷相轉(zhuǎn)變 細(xì)化 A 中厚度板坯至少設(shè)定兩個(gè)粗扎道次達(dá)到變形量 實(shí)現(xiàn)95 以上的 再結(jié)晶率 粗扎終了的 晶粒尺寸應(yīng)控制在80 120 m B 確保低于T5的溫度進(jìn)入 非結(jié)晶區(qū)精軋 至少有三個(gè)道次控制在相當(dāng)于正火問的范圍軋制 C 把握在Ar3以上20 30 終軋為宜 終軋后呈扁平的 晶粒尺寸大致為80 120 m 40 65 m 20 30 m D 調(diào)整 相變前 晶粒尺寸是相當(dāng)重要的環(huán)節(jié) 有利于相變后組織的細(xì)化和適宜的屈服比 形變誘導(dǎo)鐵素體相變DeformationInducedFerriteTransformation DIFT F P型低碳鋼晶粒細(xì)化的技術(shù)進(jìn)展 形成于低溫 區(qū) 與動(dòng)態(tài)再結(jié)晶在能量上不存在競(jìng)爭(zhēng) 體積分量遠(yuǎn)超過平衡點(diǎn)轉(zhuǎn)變的數(shù)量 DIF具有穿越晶界和彎晶界而長(zhǎng)大的特性 同時(shí)保持著原晶界的痕跡 通過原子短程擴(kuò)散來(lái)位移 不產(chǎn)生成分變化 形變強(qiáng)化鐵素體相變DeformationEnhancedFerriteTransformation DET 不同于TMCP DIFT 在過冷和形變的雙重條件下 不需要大變形量 以形核為主的鐵素體晶粒是穩(wěn)定的 不易發(fā)生粗化 具有晶界以及形變帶等缺陷為位置優(yōu)先形核的特征 在已形成的 與未轉(zhuǎn)變的 前沿的高畸變區(qū)反復(fù)形核 表現(xiàn)為形核位置的不飽和性 軋后冷卻速度的控制終軋后 相變所形成的 晶粒尺寸 25 m根據(jù)船板服役條件要求所預(yù)期的組織類型及其構(gòu)成 控制冷卻室不可或缺的工藝環(huán)節(jié) 特別對(duì)于厚規(guī)格鋼板 還可以極大地細(xì)化晶粒 實(shí)現(xiàn)鋼強(qiáng)度等級(jí)船板的 柔性軋制 420MPa 80 85 F 5 8 P 3 5 B460MPa 80 85 F 5 8 AF 2 3 P490MPa 50 65 F 25 30 AF 3 5 B550MPa 30 35 F 50 55 AF 10 15 B 弛豫 析出 控制相變 技術(shù) RPC 屈服強(qiáng)度 550MPa的船體用鋼 宜采用Nb Mo B微合金化和RPC工藝技術(shù) 成分設(shè)計(jì)原則 經(jīng)濟(jì)潔凈度 超低碳貝氏體組織或貝 馬復(fù)合組織 微合金元素復(fù)合 工藝三個(gè)創(chuàng)新點(diǎn) 不可缺少的 馳豫 機(jī)制 利用形變 中大量變形位錯(cuò)的馳豫多邊化過程對(duì)晶界的釘扎和胞狀物的取向限制 具有高飽和驅(qū)動(dòng)能的M C N 析出及其高效強(qiáng)化 相變產(chǎn)物的分階段形成及相互阻斷 用以生產(chǎn)HQ590DB HQ685DB HQ785DB 低碳貝氏體鋼經(jīng)4種不同工藝處理后的力學(xué)