一种大线能量焊接用钢板及其生产方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于焊接用钢技术领域，特别涉及一种大线能量焊接用钢及其生产方法。
【背景技术】
[0002] 近年来随着钢结构的大型化，要求钢材高强度化和厚度加大，同时对钢板的焊接 性能要求进一步提高，尤其是大型运输船、大型集装箱船等，为了提高建造工期，必须通过 提高焊接线输入能量来提高焊接效率，因此对大线能量焊接用钢的需求日益迫切。大线能 量焊接用钢一般指焊接时满足线输入大于50kJ/cm的钢板，目前国内外均在大力开发大线 能量焊接用钢。
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【发明内容】
[0020] 本发明要解决的技术问题是提供一种强韧性匹配良好的大线能量焊接用钢，钢板 所适用的线能量达到300kJ/cm，钢板厚度范围为20-80mm;本发明还提供了 一种大线能量 焊接用钢的生产方法。
[0021] 为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种大线能量焊接用钢板，其 由以下重量百分含量的成分组成：C:0. 04~0. 08%，Si:0. 10~0. 35%，Mn:1. 00~1. 60%， Nb:0? 01 ~0? 03%，Ti:0? 005 ~0? 02%，P彡 0? 008%，S彡 0? 005%，余量为Fe和不可避免的 杂质。
[0022] 本发明还提供一种上述大线能量焊接用钢板的生产方法，其包括冶炼连铸工序和 加热乳制工序，具体工艺如下： 1) 冶炼连铸工艺：所述冶炼连铸工序所得连铸坯的化学成分重量百分含量为：C: 0.04 ~0.08%，Si:0. 10 ~0.35%，Mn:1. 00 ~1.60%，Nb:0.01 ~0.03%，Ti:0.005 ~0.02%，P< 0. 008%，S< 0. 005%，余量为Fe和不可避免的杂质； 2) 加热乳制工艺：将钢坯加热到1200~1260°C，加热总时间t°C/mm，其中t为钢坯厚 度，单位为mm;乳制分为二阶段，第一阶段开乳温度为1020~IKKTC，保证三道次压下率在 15~20%;第二阶段开乳温度为840~880°C，终乳温度810°C~840°C，累计压下率50~ 80% ； 3) 冷却工艺：钢板乳后入水冷却，终冷温度为450~600°C，冷却速度5~18°C/s。
[0023] 本发明所述钢板在焊接线能量为100~300kJ/cm焊接条件下，钢板的焊接热影响 区在-40°C的夏比冲击功彡34J。
[0024] 本发明所述步骤（1)中冶炼过程，当钢液中的自由氧含量达到20-120ppm时，加入 Ti合金。
[0025] 本发明的成分设计依据如下：较低的碳含量0. 09%)和碳当量是钢板能够适 应大线能量焊接的基础。Mn通过固溶强化来提高钢板的强度，由于钢中其他合金元素添加 较少，所以通过添加1. 〇〇%~1. 60%的Mn来保证钢板具有足够强度。适当添加Nb，通过添 加0. 01%~0. 03%的Nb来有效抑制钢板在高温区的再结晶行为，阻止晶粒长大。适当添加 Ti，通过添加0. 005%~0. 02%的Ti来有效细化晶粒，同时通过控制Ti的加入时机，在钢中 形成细小的Ti203颗粒，可以有效提高钢板的焊接性。严格控制钢水中的有害元素含量，控 制P< 0. 008%，S< 0. 005%，从而提高钢板的性能稳定性。
[0026]本发明生产工艺的设计依据如下：通过控制加热温度，保证钢坯烧透，同时控制加 热温度不能过高，防止晶粒粗大。通过第一阶段再结晶区的大压下量乳制，保证钢板组织均 匀致密，晶粒得到细化；通过第二阶段的非再结晶区乳制和冷却，在钢板中的得到铁素体和 贝氏体混合组织，保证钢板具有较好的强韧性。
[0027] 采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明钢板强韧性匹配良好，低温冲 击韧性良好，满足了国内外大型钢结构工程尤其是造船业对大线能量钢的需求，可广泛用 于大型货船、集装箱船等建造项目中。所述钢板在焊接线能量为100~300kJ/cm焊接条件 下，钢板的焊接热影响区在-40°C的夏比冲击功在34J以上。
【具体实施方式】
[0028] 下面结合【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0029] 实施例1 本实施例钢板的厚度为20mm，由以下重量百分含量的化学成分组成：C0.04%，Si0? 35%，MnL00%，Nb0? 01%，Ti0? 005%，P0? 007%，S0? 004%，余量为Fe和不可避免的杂 质。
[0030] 1)冶炼连铸工艺：所述冶炼连铸工序所得连铸坯的化学成分重量百分含量为：C : 0? 04%，Si:0? 35%，Mn:L00%，Nb:0? 01%，Ti:0? 005%，P:0? 007%，S:0? 004%，余量为Fe和不 可避免的杂质。在精炼过程中，当钢液中的自由氧含量达到20ppm时，加入Ti合金。
[0031]2)加热乳制工艺：将钢坯加热到1200~1220°C，钢坯厚度为200mm，加热总时间 200min;乳制分为二阶段，第一阶段开乳温度为1020°C，其中三个道次压下率分别为15%、 16%和17% ;第二阶段开乳温度为870°C，终乳温度840°C，累计压下率60%。
[0032]3)冷却工艺：钢板乳后入水冷却，终冷温度为600°C，冷却速度18°C/s