EH50高强度船体结构钢的组织和性能研究
EH50高强度船体结构钢的组织和性能研究摘要高强度结构钢主要应用于造船业，本文分析了控制轧制和控制冷却的工艺，以及控轧控冷对EH50船体结构钢的组织和性能的影响，测定了500MPa级船板钢的再结晶曲线和CCT曲线，通过对工艺分析及金相实验结果分析，得出以下几个结论：（1）开轧温度设为900℃左右，终轧温度为870℃左右，未结晶区总的压下率控制70%左右，轧后控冷，开冷温度830℃左右，终冷温度770℃，冷速5℃/S，这样的工艺得到的钢的综合性能好。
（2）粗轧对奥氏体晶粒形态变化明显，主要是由于微合金元素的加入，使铁素体晶粒不均，带状组织严重。
（3）Nb在微合金钢中有不同的析出温度，同时析出的Nb（C,N）对再结晶产生强烈的抑制作用。
关键词：TMCP；船板钢；组织；微合金目录1引言船体结构用钢简称船板钢，主要用于制造远洋、沿海和内河航运船舶的船体、甲板等。
船舶工作环境恶劣，船体外壳要承受海水的化学腐蚀、电化学腐蚀和海生物、微生物的腐蚀；还要承受较大的风浪冲击和交变负荷作用；再加上船舶加工成型复杂等原因，所以对船体结构用钢要求严格。
良好的韧性是最关键的要求，此外，要有较高的强度，良好的耐腐蚀性能、焊接性能，加工成型性能以及表面质量。
其Mn/C比值应在2.5以上，对碳当量也有严格要求，并由船检部门认可的钢厂生产。
近几年船体结构钢的研究开发和生产技术有了很大发展，这主要是以新材料的开发和对材料的各项物理化学性能的深入研究、冶炼新工艺的出现和对热轧板带和中厚板生产工艺的不断开发以及国家海洋事业发展要求为前提的。
但是同发达国家相比，中国中厚板生产和工艺水平还较落后，高技术含量、高附加值的高等级别船板需大量进口。
国内的钢厂主要生产400MPa以下低合金高强度船体结构钢，但其产品大多需要辅以热处理才能合格。
另一方面，造船技术的发展，船舶的大型化、高速化、海洋油气田的开发，为高强度船体结构钢的应用开创了美好前景。
这就要求钢铁工业提供更多高强度、高精度、具有良好低温冲击韧性、焊接性能的船板。
造船工业的发展加速了对船板数量的需求。
随着造船工业的发展，对船板性能的要求也越来越高。
除了要求具有高的强度和优良的低温冲击韧性外，对材料的可焊性和表面质量等的要求也在不断提高。
如目前我国大型集装箱船正在大量使用EH40、FH40等具有高强度、良好低温冲击韧性的船板。
1.1船板钢的技术要求综观各国船级社的规范与要求。
除了需常规的化学成分和力学性能外，还有以下要求：船板钢的冶炼要求如下：(1)铁水进行预脱硫处理。
(2)转炉终点碳控制在0.06％～0.10％。
(3)挡渣出钢，钢包加合成渣。
(4)钢包脱氧合金化，进精炼站前钢中酸溶铝含量达到0.004％～0.005％。
(5)精炼站喂铝线，钢中酸溶铝含量稳定在0.02％～0.04％；喂钙线控制w[Ca]/w[A1]比值为0.1。
(6)保证弱吹氩搅拌时间，促进夹杂物充分上浮。
(7)连铸全程保护浇注。
对高强船板钢的生产工艺和产品质量要求如下：(1)采用Nb、V、Ti、Al中的一种或几种进行细化晶粒。
(2)钢中Als含量不小于0.015％，或AlT不小于0.020％。
(3)控制钢中夹杂物，提高钢水纯净度。
(4)采用TMCP轧制工艺时，对碳当量提出明确要求：500Mpa级，Ceq≤0.38％；500Mpa级，Ceq≤0.36％。
(5)充足的强度及良好的低温冲击韧性。
1.2 TMCP工艺简介TMCP就是在热轧过程中，在控制加热温度、轧制温度和压下量的控制轧制的基础上，再实施空冷或控制冷却及加速冷却的技术总称。
由于TMCP工艺在不添加过多合金元素，也不需要复杂的后续热处理的条件下生产出高强度高韧性的钢材，被认为是一项节约合金和能源、并有利于环保的工艺，故自20世纪80年代开发以来，已经成为生产低合金高强度宽厚板不可或缺的技术。
随着市场对TMCP钢的要求不断提高，TMCP工艺本身也在应用中不断发展。
从近几年的研究工作看，重点是放在控制冷却，尤其是加速冷却方面。
通过加快轧制后的冷却速度，不仅可以抑制晶粒的长大，而且可以获得高强度高韧性所需的超细铁素体组织或者贝氏体组织，甚至获得马氏体组织。
目前正在研发的在线加速冷却，是在轧制后直接将钢板冷却至常温，可以避免再加热工序。
在线冷却的输送方式分为“一步冷却”与“通过型冷却”两种。
所谓“一步冷却”就是将冷却水一下子喷射到轧制后的整个钢板上进行冷却。
为了使冷却均匀，必须让钢板在冷却装置中振动。
该方法需要超过钢板长度的大冷却装置，而且也难以避免冷却不均匀问题，故后来改为“通过型冷却”，即钢板一面通过一面接受冷却，现已成为加速冷却的主流方式。
另外，冷却方式又分“约束冷却”与“无约束冷却”两种。
所谓“约束冷却”是指用上下辊约束钢板的条件下进行冷却，采用喷雾水口；而“无约束冷却”则是用层流式水口对输出辊道上的钢板进行冷却。
通过TMCP处理使钢材达到高强度和高韧性，基本上是通过控轧细化奥氏体晶粒、通过加工应变之后的控冷组合起来的相变组织控制和相变组织细化而实现的。
它不仅能提高强度和韧性，而且能降低合金元素的添加量，因此，具有提高焊接性能等很多优点。
另外，近年来在造船、建筑等领域中，确立了即使采用高效率大线能量焊接，也能确保焊接热影响区良好的机械性能的综合组织控制技术(JFE EWEL)。
该技术作为控制用户现场焊接施工后的显微组织，确保优越的机械性能的技术而被广泛采用。
1.2.1控制轧制的类型关于控制轧制的分类目前尚未统一，但大部分学者将轧制分为三种，即奥氏体再结晶区控制轧钢（Ⅰ型控轧）、奥氏体未在结晶区控制轧制（Ⅱ型控轧）和(r+a)两相区控制轧制为第三阶段。
在实际的控轧过程中根据钢的化学成分、使用要求、轧制和冷却设备能力等的不同，既可以采用单一的控轧工艺，也可以两种或者三种混合使用。
（1）奥氏体再结晶区控制轧制：是将钢加热到奥氏体化温度，然后进行塑性变形，在每道次的变形过程中或者在两道次之间发生动态或者静态再结晶，并完成其再结晶过程。
这种轧制过程的基本特点是，只要道次变形量大于奥氏体再结晶（静态）临界变形量，每轧一道可自发产生奥氏体再结晶。
经过多次轧制后，奥氏体晶粒通过反复形变-再结晶而逐渐得到细化，而且由于温度的不断下降，再结晶的晶粒长大速度降低，故相变后得到的铁素体晶粒也较细小。
这种控制方式主要适用于低碳优质钢和普通碳素钢及低合金高强度钢。
（2）奥氏体未再结晶区控制轧制:将钢加热到奥氏体化温度后，在奥氏体再结晶温度以下发生塑性变形（一般为再结晶温度以下至Ar3之间），奥氏体变形后不发生再结晶。
在奥氏体未再结晶区控轧后，奥氏体晶粒沿轧制方向被拉长，最终成为扁平状，且再结晶内部形成大量变形带。
奥氏体晶粒被拉长，阻碍铁素体晶粒的生长，随着变形量的增加，奥氏体晶粒内部变形带增加且分布逐渐均匀，这些变形带则为相变时铁素体的形成提供形核位置，故奥氏体未再结晶区轧制能有效细化铁素体晶粒。
（3）(r+a)两相区控制轧制：两相区控制轧制是指钢加热到奥氏体化温度后，经过一定变形，然后冷却到奥氏体+铁素体两相区再继续进行塑性变形（即在Ar3-Ar1之间进行），使得奥氏体和铁素体均受到变形的轧制。
它是加工硬化与继续相变阶段，可进一步提高钢板的韧性。
该过程中形变奥氏体向铁素体转变，未相变的奥氏体晶粒经形变被拉长，内部产生大量变形带，而也相变的铁素体晶粒受到压下，内部产生大量亚晶组织，随着变形量增加，亚晶更细小，数量更多。
对于微合金钢，内部的Nb、V、Ti等元素能以碳氮化物的形式析出。
由于亚晶强化和沉淀强化的共同作用，达到了细化晶粒的效果，因此两相区轧制能进一步提高钢的强度和韧性。
控制轧制是通过控制轧制过程中的主要参数来大幅度提高热轧钢材的综合性能的。
对轧制过程中主要参数的控制如下：（1）控制加热温度：我国中厚板厂、板带连轧厂的生产一般都采用常规轧制，板坯在连续式加热炉内的加热温度为1250℃左右。
而在控制轧制中，在加热含铌钢时，当加热温度达1050℃时铌的化合物Nb （C,N）开始分解和固溶，因而奥氏体晶粒开始长大，至1150℃晶粒长大还比较均匀，但达到1200℃晶粒就开始粗化。
为了使加工后钢材具有细小而均匀的晶粒，加热温度应以1150℃为宜。
（2）控制轧制温度：对于奥氏体再结晶区控制轧制，终轧温度越高，奥氏体晶粒越粗大，转变后的铁素体晶粒越粗大，因此一般要求其终轧温度尽可能接近奥氏体转变温度。
（3）控制变形程度：不同的轧制温度下，铁素体的尺寸均随着变形量的增加而减小，但减小的程度逐渐减慢。
在奥氏体再结晶区进行轧制时要求压下量必须大于临界压下量，且最好连续轧制，以保证再结晶的充分进行，得到细小的奥氏体晶粒，否则容易出现混晶。
在奥氏体未再结晶区轧制含Nb钢时不必过分强调道次变形量，只要总变形量足够就即可，一般要求变形量大于50％，最好接近70％，在(r+a)两相区轧制时，随着变形量的增加，铁素体晶粒变细，位错密度增大，亚晶增多，使得钢材强度增强，低温韧性得到改善，因此变形量的大小因根据产品的性能要求和生产条件来决定。
以往大部分高强度船板的生产需采用热轧+热处理正火后才能交货。
但是，随着高强度船板的产量增加和质量提高，钢厂热处理能力的压力增大，同时热处理钢板的表面质量等问题也凸现出来。
近年来，随着微合金化的应用和控轧控冷技术的发展，使某些以正火状态交货的钢板可以用热机械处理(TMCP)状态交货，以控轧状态交货的D级钢板可以用TMCP状态交货，高强度钢中的E级船板也可以采用TMCP交货。
使用TMCP生产工艺，不仅在产品设计方面可以采用更低的合金含量来降低成本，而且提高了产品的可焊性，同时提高了生产效率和产品质量。
1.2.2控制冷却工艺控制冷却是通过控制轧后钢材的开冷温度、冷却速度和冷却温度来控制相变类型，细化晶粒和控制析出，从而改善钢材的组织性能。
控制冷却条件（开始控冷温度、冷却速度、控冷停止温度）对变形后、相变的组织有影响，对相变机制、析出行为、相变产物更有直接影响。
因此，控制冷却工艺参数对获取理想的钢板组织和性能是极其重要的。
一次冷却是指从终轧温度到奥氏体向铁素体开始转变温度Ar3之间的冷却，目的是控制热变形后的奥氏体状态，阻止奥氏体长大或碳化物析出，固由于变形而引起的位错，加大过冷度，降低相变温度，为相变做阻止上的准备。
一次冷却的开始快冷温度越接近终轧温度，细化奥氏体和增大有效晶界面积的效果越明显。
一次冷却主要控制开冷温度、冷却速度和终冷温度。
二次冷却是一次冷却结束后进入由奥氏体向铁素体转变和碳化物析出的相变阶段的冷却。
二次冷却通过控制开冷温度、冷却速度（快冷、慢冷、等温相变等）和终冷温度来控制相变的过程，得到理想的相变产物形态、组织。
高强度结构用钢在海洋工程结构中的应用研究
244研究与探索Research and Exploration ·工程技术与创新中国设备工程 2024.02 （上）高强度结构用钢是现代社会工程建设中应用的一种主要材料，具有强度高、韧性好的特点。
海洋工程中应用高强度结构用钢，不仅是海洋工程建设的必然需求，同时也是海洋工程质量提升的主要途径。
海洋工程建设与陆地工程建设有所不同，海洋中结构所承受外力，所处环境不同，尤其是风力作用较大，海水腐蚀比较严重，都影响海洋工程稳定性，所以采用更高强度的钢材，能够有效地提升海洋工程结构质量，提升海洋工程使用寿命，对于我国海洋探索以及海洋科技开发都有关键的作用。
1 高强度结构用钢材料高强度结构用钢材料是现代钢筋材料的主要种类，是现代钢筋材料的新研发。
高强度结构用钢是一种低合金钢材料，是在传统钢材基础上研发的新型钢筋材料，该材料与传统钢材相比，具有更优的性能。
高强度结构用钢具有良好的焊接性能、塑性、韧性和加工工艺性，较好的耐蚀性，同时在较高强度的性能之下，高强度结构钢在应用过程中，冷脆的转换温度也比较低，从而使高强度结构用钢材料的使用寿命增加。
在当前，高强度结构用钢材料主要包括Q295、Q345、Q390、Q420、Q460以及Q500等。
不同的高强度钢材性能不同，同时应用方向也有所不同。
例如，Q345（16Mn）具有良好的综合力学性能、低温冲击韧性、冷冲压、切削加工性、焊接性能等，但缺口敏感性较大，广泛用于受动荷载作用的焊接结构，如桥梁、车辆、船舶、管道、锅炉、大容器、油罐、重型机械设备，矿山机械和－40℃低温压力容器。
再如，Q420钢材也适合应用与大型船舶、海洋桥梁以及海洋工程建设，对于海洋工程建设有重要的意义。
2 高强度结构用钢材料在海洋工程结构中的应用探讨高强度结构用钢材料在海洋工程结构中应用，对于海洋工程建设有重要的意义，以下是从必要性、作用等角度分析海洋工程中应用高强度结构用钢。
（1）海洋工程建设过程中应用高强度型钢具有必要性。
高强度钢在船体结构中的应用窥探
高强度钢在船体结构中的应用窥探发表时间：2019-07-01T09:13:57.720Z 来源：《防护工程》2019年第6期作者：杨公财刘传军[导读] 探讨了高强钢在船体结构中的应用，该应用对于提高船舶企业的生产水平意义重大。
江苏海新船务重工有限公司江苏南通 226000 摘要：船体空船重量的控制无论对船舶本身性能、节能减排还是对船厂成本控制都有重要的意义，而高强度钢在船体结构中的应用对减轻空船重量有直接且显著的效果。
本文从高强度钢的特性出发，简要介绍了几种高强度钢的类型，并以此为依据，探讨了高强钢在船体结构中的应用，该应用对于提高船舶企业的生产水平意义重大。
关键词：船体结构，高强度钢，应用窥探1引言在目前各类节能减排技术尚不充分成熟的情况下，为了提高材料的利用效率，更均衡地分配船体结构上的载荷，平衡成本、重量及公益性要求，充分利用造船材料的性能，提升高强度钢在船体结构中的使用率，成为了最直接有效的途径。
依据船体结构受力的基本特点，在远离船体横剖面中和轴的上甲板和船底区域的结构承受的拉压应力最大，一般应用高强钢作为主要连续结构的材料。
因此，为了探索高强高韧船用钢板在船舶产品设计生产中的应用方法，提升高强高韧材料的应用规模，提高我国船舶行业的产品竞争力，本文从以下几个方面对提高高强钢在船体结构中比例的方法进行了探讨。
2高强度钢的特性普通的船体构件材料为低碳钢，其屈服极限为235N/mm2，而高强度钢的屈服极限一般315N/mm2～390N/mm2，甚至更高。
与低碳钢相比，它具有强度高的特点。
但高强度钢的弹性模数并未提高，而且因含有多种不同元素使其耐腐蚀性较差，导致疲劳强度下降。
所以高强度钢的主要弱点就是疲劳强度并没有明显提高。
其表现在采用了高强度钢后，即使它的屈服极限有相当大的提高，但构件尺寸的减小、相对的变形增大，在构件的连接处易产生附加载荷，形成应力集中，减少了船的使用寿命。
一般高强度钢主要用于主船体的强力构件上，对大型船舶，如载重量10万吨以上的散货船与油船、1000TEU以上的集装箱船，为了减轻船体结构重量，除了货舱部分的纵向构件采用高强度钢外，某些横向构件(如横舱壁结构、强横梁、肋板等)也会采用。
集装箱船船体结构极限强度研究
集装箱船船体结构极限强度研究发布时间：2022-09-20T01:09:14.787Z 来源：《科学与技术》2022年第10期作者：杜万里，殷东升，张洪亮，胡立明，王雪鹏，杨润，赵文龙[导读] 与传统干杂货船相比，采用标准运输模块进行集装箱运输更加方便、高效、安全杜万里，殷东升，张洪亮，胡立明，王雪鹏，杨润，赵文龙中国船舶集团青岛北海造船有限公司，单位邮编：266520 摘要：与传统干杂货船相比，采用标准运输模块进行集装箱运输更加方便、高效、安全。
因此，集装箱船逐渐取代了传统的干货船，成为海上运输的主力。
从规模经济的角度看，船舶的基本尺寸越大，其经济效益越明显。
20世纪90年代以来，集装箱船正式步入了规模化时期，随着对高强度的船舶设备、大功率舰船发电机等核心技术的逐步掌握，集装箱船逐渐发展壮大。
由于近年全球经济运行状况的回升以及国际海事组织节能减排令的推行，超大型集装箱船将再次成为国际航运发展的重点。
关键词：大型集装箱船；结构强度；工艺研究引言随着经济全球化的进展，全球各国商品贸易额日益扩大，集装箱货轮以其效率、便利、安全等优点已形成了全球海运的主力军，同时为逐步减少货物运输成本，集装箱货轮日益向大型化和高速化发展，目前大型集装箱货轮已成为全球集装箱海运市场的最主力船舶类型。
与此同时，由于中大型集装箱货轮所具备的高技术、高附加值等优点，也日益引起世界造船企业的高度关注，所以进行对大中型集装箱货轮的构造分析与制造工艺技术研究，对改善中国造船企业的造船技术水平，并进而增强其在全球造船市场上的综合竞争力，有着很大的现实意义。
1.水动力砰击对总强度与局部强度的影响超大型集装箱船由于有着很大的首外飘和较平坦的尾部线体等特征，再加上飞行速度较高，在不良海况下，随着身体的大幅度摇荡运动，很易引起首尾下方和首部舷侧外飘地区的水动力砰击现象。
瞬间突然而强烈的舰船砰击也会使舰船出现巨大的抖动现象，使舰船梁本构非线性波浪弯矩加大而造成整体结构刚度下降。
高强度钢在船体结构中应用的工艺探讨
着重 分析高强度 钢 船舶结构设计 中存红的 问题 ，以及在焊接施工过程 中｝现影响高强度钢疲 劳寿 命等现 象，提 ｉ工艺 Ｊ ｊ Ｉ ｛
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关键词 ：应 力集中
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… …
２ ３ 高强度 钢 的焊前 及焊 后处 理 的 问题 分析 ．
２３ １高 强度钢 预热 温度 的选择 ．． 高强 度钢 比普 通钢 更 难 于焊接 ，更容 易产 生 脆裂 ， 由于 高强 度钢 允许 的变 形量 小 ，在 生产 过 程 中 ，大部 分 的造船 作业 在 室外 ，受 气候 的影 响 较 火 ，焊接往 往 因 为没有 预 热或 预热 温度 不够 ， 这 都会 使 Ｈ Ｚ的温 度 过快冷 却 ，从而 导致裂 纹 的 Ａ
维普资讯
《 电技术 》 ０ ８年 第 ２期 机 ２０
船舶技术
高强度钢在船 体结构 中应用 的工艺探讨
张 良涛
（ 建 省 马尾 造 船 股 份 有 限 公 司， 建 福 州 ３ ０ １） 福 福 ５ ０ ５
摘
要 ：根据 高强度钢在船体 结构 中的大量使用， 其结构设 计及其焊接工 艺 问题越来越重要 ，通 过结合实 际情况 ，
２ 使用高强度钢潜在 的 问题 及处理方法
２ １焊 接 结构 设 计 的分析 ． 船 上 铺 设有 大 量 的管 子， 在进 行结 构设 计 时， 往 往 把管 路 的 马脚 焊 接在 高 强度 结 构纵 骨 的端 部 ， 当船 航行 时 ，不断 地 受到 力 的作 刚 ，很 容 易使 这 个 部位 引起应 力集 中 而产 生 断裂 。因此 ，为 了防 止 裂 纹 的产 生 ，马脚 焊 接 必须 改 为焊 在 高 强度 钢
高强度船板钢组织性能的研究的开题报告
高强度船板钢组织性能的研究的开题报告一、选题背景和意义随着海运业的飞速发展，大型船舶的需求量巨大，而钢材是船舶建造的主要材料。
目前，船板钢强度的要求逐渐提高，尤其是高强度船板钢的应用，更是成为了船舶建造领域的趋势。
高强度船板钢具有优良的抗拉强度、抗压性能和耐久性，同时具有较高的安全性，在极端环境下有着更加出色的表现。
然而，高强度船板钢在制造过程中需要特殊的工艺和材料选择，不仅需要提高钢材的强度，还需要兼顾钢材的韧性和焊接性能。
因此，深入研究高强度船板钢的组织性能，能够为高强度船板钢的生产、应用和设计提供科学依据，对于发展海洋经济和推进航运事业发展具有重要意义。
二、研究内容和方法本文将选取某一型号高强度船板钢作为研究对象，主要研究以下内容：1.高强度船板钢的化学成分、金相组织和物理性质的测试和分析；2.高强度船板钢的热处理方法及其对组织性能的影响；3.高强度船板钢的力学性能测试，包括抗拉强度、抗压强度、弹性模量等；4.高强度船板钢的耐蚀性和焊接性能测试。
本研究将采取实验室测试和现场实验相结合的方法，通过化学分析、金相测试、机械性能测试等手段对高强度船板钢的组织性能进行分析和评估。
同时，将对高强度船板钢的应用领域和发展前景进行探讨和分析。
三、预期结果和贡献本研究预计能够全面深入地研究高强度船板钢的物理性质、化学成分、金相组织和力学性能等方面的特性。
通过对高强度船板钢的热处理方法和工艺的探讨，可以为钢材的生产和制造提供科学依据；通过高强度船板钢的耐蚀性和焊接性能的测试，可以更好地评估钢材的使用性能和安全性。
以上研究结果有望为高强度船板钢的设计和使用提供参考，并对钢铁行业的发展和海洋经济的繁荣做出贡献。
船用高强钢的激光电弧复合焊接工艺与性能研究
船用高强钢的激光电弧复合焊接工艺与性能研究随着世界造船业的发展,船体结构已经逐渐采用更高强度级别的钢来代替传统结构用钢。
EH36是高强度级别用钢,目前为止采用更多的还是传统焊接方法进行焊接,虽然可以满足船级社的要求,但焊缝表面易产生凹陷和咬边等缺陷、背面易产生焊瘤、焊接变形大及焊接效率低等问题。
激光-电弧复合焊接方法不仅可以避免上述缺陷,而且可以显著提高效率。
但是采用此种焊接方法对船板焊接工艺以及性能的研究还处于初级阶段,所以对其进一步的研究很有重要意义。
本试验选择14mm厚的EH36,采用激光-电弧复合热源系统进行焊接,研究不同的工艺参数对焊缝成形的影响规律。
结果表明:激光功率决定焊缝的熔深,焊接速度决定焊缝的上下宽度,送丝速度只影响焊缝上表面的宽度,光丝间距和热源先后顺序对焊缝熔宽影响较小,对焊缝成形质量影响较大。
在最佳焊接工艺参数条件下,焊缝成形良好且无焊接缺陷存在;对母材和焊缝进行XRD衍射分析,结果表明焊缝和母材金属相主要由α-Fe固溶体组成;焊缝金属的显微组织由多量马氏体、少量贝氏体及微量铁素体组成,焊接热影响区(HAZ)组织以板条状马氏体为主、贝氏体为辅,与焊缝金属相比,HAZ过热区的马氏体量更多和尺寸更大;焊缝金属的硬度高于母材,激光作用区焊缝金属硬度高于电弧作用区焊缝金属硬度,激光作用区HAZ硬度低于电弧作用区HAZ硬度;常温下焊接接头平均抗拉强度为569.4Mpa、平均屈服强度为422.25Mpa、延伸率为21%、断面收缩率为49%,拉伸试样的断裂位置在母材金属,拉伸试样断口上布满韧窝,属于塑性断口形貌;在对焊缝进行横向侧弯180°后,在被拉伸的表面上没有产生裂纹;焊缝金属和HAZ金属在室温下的平均冲击功分别为92J和88J,分别约为母材的95%和91%;焊缝冲击试样的断面(中间部分)属于准解理断口形貌;经过静态失重试验、腐蚀形貌和电化学腐蚀试验观察发现焊接接头耐蚀性优于母材,试验性能指标均优于船级社的技术指标要求。
新一代易焊接高强度高韧性船体钢的研究
新一代易焊接高强度高韧性船体钢的研究杨才福张永权钢铁研究总院，北京100081摘要：简介了新一代高强度船体钢的最新发展、强韧性特点及其强韧化机理。
通过大幅度降低钢中碳含量，利用铜的时效析出强化作用以及铌的微合金化作用，获得了具有高强度、高韧性和良好焊接性的新一代船体钢。
铜的时效硬化是该钢最显著的特点之一。
钢中添加1%以上的铜，通过时效处理使其在基体中析出细小弥散的ε-Cu颗粒，可使钢的屈服强度提高270-350MPa。
基于本文的研究，开发出了一种屈服强度高于600MPa、-40℃冲击功超过250J、同时具有优良焊接性能的新型船体结构钢。
关键词：船体钢铜时效硬化焊接性1．前言高强度化是舰船用钢最重要的发展趋势之一。
第二次世界大战后，世界各军事强国为了满足舰船装备的发展需求，研制开发了系列高强度舰船用钢。
如美国，战后发展了355MPa(36kgf/mm2)级HTS钢、550MPa(56kgf/mm2)级HY80钢、690MPa(70kgf/mm2)级HY100钢、890MPa(91kgf/mm2)级HY130钢，并用于实船建造；俄罗斯开发了屈服强度从390-1175MPa(40-120kgf/mm2)级的АБ系列舰船钢；法国最新建造的“凯旋”级核潜艇耐压壳体用钢屈服强度已达到980MPa （100kgf/mm2)级的HLES100钢；日本90年代开发的NS110钢屈服强度已达到了1000MPa（110kgf/mm2)级。
建国以来，我国也研制成功了390、440、590、785MPa(40-80kgf/mm2)级的高强度舰船用钢系列。
传统的高强度船体用钢均是在低碳低合金钢的基础上通过采用调质热处理工艺获得低碳回火马氏体组织来达到高强度高韧性的配合。
为了确保较厚规格钢板具有足够的淬透性，钢中通常需要添加较高含量的Ni、Cr、Mo等合金元素。
钢的强度级别要求越高，添加的合金元素含量也相应增加。
因此，随着强度的提高，船体钢的碳当量大幅增加（图1），这使得钢的焊接变得十分困难。
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。
高强度船体结构钢的现状与发展
高强度船体结构钢的现状与发展作者：张豪， 雷运涛， 魏金山作者单位：洛阳船舶材料研究所,洛阳,471039刊名：钢结构英文刊名：STEEL CONSTRUCTION年，卷(期)：2004,19(2)被引用次数：3次1.康福尔C C;刘福魁;王祖滨船体钢 19652.《船体结构钢》编写组船体结构钢 19773.Das S;Ghosh A The Effect of Cooling Rate on Structure and Properties of a HSLA Forging[外文期刊] 2003(01)4.Holappa L;Ollilainen V;Kasprzak W Effect of Silicon and Vanadium Alloying on the Microstructure of Air Cooled Forged HSLA Steels[外文期刊] 2001(109)5.Park;Jai Hyun Effects of Alloying Elements on Thermal Fatigue and Thermal Shock Resistance of the HSLA Cast Steels 2000(01)6.MISHRA S K;Das S Precipitation in High Strength Low Alloy (HSLA) Steel[外文期刊] 2002(1-2)7.Li Jingbo Computer Simulations of Phase Transformation in Steels[外文期刊] 2001(01)8.Gupta Shant P Kinetics of Ferrite to Widmanstatten Austenite Transformation in High Strength Low Alloy Steels[外文期刊] 1999(03)9.Ishikawa;Nobuyuki Micromechanical Modeling of FerritePearlite Steels Using Finite Element Unit Cell Models[外文期刊] 2000(11)10.Gentilcore Michael L;Roberts;Richard H New Method for Predicting Extensive Ductile Tearing Using Finite Element Analysis 1999(1332)11.Reddy Annedi Achuta Finite Element Analysis of Grain Growth in Heat Affected Zone of HSLA Steel Pulsed GTA Weldments 2001(04)12.Okamoto R;Suehiro M Mathematical Model for Nb(C, N) Precipitation Kinetics in Austenite Controlled both by Chemical and Interfacial Energy 1998(09)13.RAY P K Optimization of Mechanical Properties of a HSLA100 Steel through Control of Heat Treatment Variables[外文期刊] 2003(1,2)14.Ponticel P Dual-Phase Steels for Strength and Formability 2001(12)15.Schaffer P Senate Allocates Funding for Laser-Fabricated Steel 2001(109)16.Loach J J Right Welding Wire Could Help the U. S.Navy Save Millions 199917.《高技术新材料要览》编辑委员会高技术新材料要览 199318.翁宇庆新一代钢铁材料的重大基础研究[期刊论文]-中国基础科学 2000(01)19.翁宇庆钢铁结构材料的高性能化[期刊论文]-中国工程科学 2002(03)1.杨才福.张永权新一代易焊接高强度高韧性船体钢的研究[会议论文]-20021.程丙贵.罗咪.刘东升低碳CuNiCrMnMo钢热处理后的组织与性能[期刊论文]-金属热处理 2011(1)2.李琳.李成威.李杨.王兴丽E级,FH32,FH40钢大线能量焊接的实验研究[期刊论文]-辽宁科技大学学报 2009(2)3.程丙贵.罗咪.刘东升低碳CuNiCrMnMo钢热处理后的组织与性能[期刊论文]-金属热处理 2011(1)4.倪志军.张向葵采用TMCP工艺对高强度船体结构钢EH50的研究与开发[期刊论文]-钢铁 2009(5)本文链接：/Periodical_gjg200402011.aspx。
试论高强度结构用钢在船舶与海洋工程结构应用
试论高强度结构用钢在船舶与海洋工程结构应用发表时间：2018-11-15T19:42:28.637Z 来源：《基层建设》2018年第30期作者：曹凯王海峰[导读] 摘要：高强度结构用钢是一种应用价值较高的材料，目前在我国船舶与海洋工程中得到了广泛的应用，并取得了一定的使用效果。
沪东中华造船（集团）有限公司 200129摘要：高强度结构用钢是一种应用价值较高的材料，目前在我国船舶与海洋工程中得到了广泛的应用，并取得了一定的使用效果。
基于此，本文将分析高强度结构用钢在船舶海洋工程中的应用现状。
并研究高强度结构用钢在船舶海洋工程中的应用策略，其中主要包括高强度结构用钢在焊接结构中的应用分析、高强度结构用钢疲劳强度的分析、高强度结构用钢预热温度的确定以及构件火工调整温度的选择四方面内容。
关键词：高强度结构用钢；船舶工程；海洋工程前言：随着时代的发展，我国船舶与海洋工程的建设要求逐渐提升，在此过程中，为了保证工程的建设质量，需要对其中的各个环节展开全面管理，材料作为工程建设中的主要组成部分，提升材料的实际应用性能，能够大大提升船舶与海洋工程的建设质量。
高强度结构用钢作为一种新型的建设材料，在实际应用的过程中能够提升整个工程的建设质量，本文将重点对高强度结构用钢在船舶海洋工程中的应用展开研究。
一、高强度结构用钢在船舶和海洋工程中的应用现状随着时代的发展，人们对船舶和海洋工程的建设不断完善，已经从最初船舶结构建设经济性转变为船舶和海洋工程材料使用的经济性，随着船舶和海洋工程的建设规模逐渐提升，其使用材料经济性的作用也逐渐凸显出来。
如果在船舶和海洋工程建设的过程中使用经济性能较差的材料，则会大大提升船舶和海洋工程的建设成本，影响船舶和海洋工程的建设效率。
因此在实际船舶和海洋工程建设的过程中，需要对使用材料展开全面分析和应用，保证使用材料的经济性和有效性。
高强度结构用钢的经济性能以及食用价值较高，因此已经被广泛应用在船舶和海洋工程建设中，高强度结构用钢与传统材料相比具有较高的强度，通常情况下高强度结构用钢的强度在315N/mm2-390N/mm2之间，部分高强度结构用钢的强度甚至高出这一范围，而传统材料的最大强度为235N/mm2左右，通过以上数据能够看出，高强度结构用钢在实际工程建设中具备较强的应用强度。