引言
第一代集裝箱船的建造始于20世紀(jì)60年代中期，經(jīng)過(guò)半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，集裝箱船已經(jīng)從最初的幾百箱發(fā)展到如今的20000標(biāo)準(zhǔn)箱以上的超大型集裝箱船。隨著科技的進(jìn)步，不僅是集裝箱船的載重量的增加，在船體設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)建造、控制系統(tǒng)等諸多方面得到了快速的發(fā)展。2006 年馬士基“Emma Maersk”號(hào)集裝箱船的建成及運(yùn)行標(biāo)志著萬(wàn)箱級(jí)的集裝箱船時(shí)代已經(jīng)到來(lái)。
馬士基“Emma Maersk”號(hào)集裝箱船
集裝箱船的快速發(fā)展主要源于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及環(huán)保的需求。經(jīng)濟(jì)的發(fā)展促進(jìn)了全球貿(mào)易，對(duì)集裝箱船的需求也隨之增加。同時(shí)，綠色建造、綠色運(yùn)營(yíng)的理念在集裝箱船中得到充分體現(xiàn)，由于超大型集裝箱船的燃油效率提升及運(yùn)行成本、建造成本的降低，10000標(biāo)準(zhǔn)箱以上的超大型集裝箱船已經(jīng)成為主流，在2015年已經(jīng)開始了20000標(biāo)準(zhǔn)箱以上的集裝箱船的建造，并且在未來(lái)有望向30000標(biāo)準(zhǔn)箱的超級(jí)集裝箱船發(fā)展。
超大型集裝箱的建造及運(yùn)行給市場(chǎng)、建造、環(huán)保、港口建設(shè)等都帶來(lái)了巨大的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。其中一個(gè)重要的挑戰(zhàn)就是超大型集裝箱船建造用材料的選擇。由于結(jié)構(gòu)大型化改變了船體結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，導(dǎo)致船體結(jié)構(gòu)中的艙口圍頂板、腹板及上甲板邊板、舷頂列板和某些局部區(qū)域（艙口角隅）處于較高應(yīng)力水平，從而要求船體結(jié)構(gòu)具有較高的強(qiáng)度和剛度。為了解決上述問(wèn)題，可以通過(guò)增加鋼板厚度或采用更高強(qiáng)度鋼板。目前，10000TEU以上的集裝箱船的設(shè)計(jì)和建造普遍采用高強(qiáng)度超厚板，在設(shè)計(jì)和建造上已開始采用屈服強(qiáng)度為40、47公斤級(jí)、最大設(shè)計(jì)厚度達(dá)到80mm以上的高強(qiáng)鋼超厚板。
另一個(gè)壓力來(lái)自于船舶的安全性。高強(qiáng)鋼超厚板的使用給船體結(jié)構(gòu)的安全可靠性帶來(lái)了隱患：高強(qiáng)鋼會(huì)使結(jié)構(gòu)的安全富裕度下降；板厚規(guī)格的增大，導(dǎo)致焊縫初始缺陷存在幾率增大；更為重要的是會(huì)使構(gòu)件的應(yīng)力狀態(tài)從平面應(yīng)力狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槠矫鎽?yīng)變狀態(tài)，導(dǎo)致船體結(jié)構(gòu)發(fā)生低應(yīng)力脆性斷裂的幾率大大增加。因此，必須采取相應(yīng)的防脆斷措施以保證大型集裝箱船體結(jié)構(gòu)的安全可靠性。為保證船體結(jié)構(gòu)的安全可靠，防止脆性斷裂破壞的發(fā)生，在船體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中一般采用防開裂設(shè)計(jì)方法和止裂設(shè)計(jì)方法。目前，焊縫錯(cuò)位并利用基體鋼板止裂可以避免開止裂孔、開止裂孔并在內(nèi)部填充高韌性焊材兩種設(shè)計(jì)方法的不足，但需要基體鋼板具有足夠的止裂性能。
針對(duì)大型集裝箱船結(jié)構(gòu)安全可靠性問(wèn)題，2011年初，國(guó)際船級(jí)社協(xié)會(huì)(IACS)船體委員會(huì)專門成立了PT52工作組，制定了50～100 mm厚船用高強(qiáng)鋼安全應(yīng)用的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。2013年1月，國(guó)際船級(jí)社協(xié)會(huì)(IACS)正式發(fā)布名為“YP47鋼板的使用要求”的統(tǒng)一要求(編號(hào)UR W31)，該規(guī)范適用于國(guó)際船級(jí)社協(xié)會(huì)所屬船級(jí)社在2014年1月1日及以后簽訂的造船協(xié)議的船舶。IACS的統(tǒng)一要求止裂鋼板的-10℃條件下止裂韌性（Kca）最低值為6000N/mm3/2 [1]。各船級(jí)社也相應(yīng)頒布了關(guān)于超大型集裝箱船用止裂鋼的指南，其中包括日本船級(jí)社（NK）、英國(guó)勞氏船級(jí)社（LR）、挪威船級(jí)社（DNV）、美國(guó)船級(jí)社（ABS）、德國(guó)船級(jí)社（GL）、法國(guó)船級(jí)社（BV）及中國(guó)船級(jí)社（CCS）。在各國(guó)船級(jí)社的指南中，除了對(duì)材料的化學(xué)成分及常規(guī)的力學(xué)性能做要求外，還特殊指出材料在認(rèn)可時(shí)必須進(jìn)行深缺口試驗(yàn)或裂紋尖端張開位移(CTOD)試驗(yàn)、采用UR33附件2中的標(biāo)準(zhǔn)ESSO試驗(yàn)測(cè)試方法或其他可替代的方法(如雙重拉伸試驗(yàn)方法等)以獲得參考的裂紋止裂韌性值，同時(shí)需要滿足一定的規(guī)定數(shù)值，并在材料認(rèn)可達(dá)到要求后標(biāo)識(shí)以COD或BCA后綴以區(qū)分滿足不同性能要求的材料。
表1為主要船級(jí)社對(duì)超大型集裝箱船用EH47的性能要求，可見與普通船板相比，除了材料的低溫沖擊要求提高外，在衡量材料的疲勞、止裂性能方面提出了額外的嚴(yán)格要求。
表1 GL、ABS、CCS等主要船級(jí)社對(duì)高止裂EH47船板的力學(xué)性能要求
針對(duì)船用高強(qiáng)鋼超厚板的止裂性能，日本和韓國(guó)已進(jìn)行了多年研究，積累了大量數(shù)據(jù)，推出了相應(yīng)的評(píng)價(jià)方法和技術(shù)指標(biāo)，并已開始在實(shí)船建造中進(jìn)行應(yīng)用，歐美一些國(guó)家也相繼啟動(dòng)了這方面的研究工作。2014年10月，JFE鋼鐵宣布，該公司成功開發(fā)出大型集裝箱船甲板上部結(jié)構(gòu)用高強(qiáng)度、高止裂厚板，板厚80mm，是當(dāng)時(shí)世界上最厚的同類產(chǎn)品（參考文獻(xiàn)2）；韓國(guó)浦項(xiàng)鋼鐵集團(tuán)公司利用梯度溫度型ESSO試驗(yàn)對(duì)最大板厚為80mm的EH47船用高強(qiáng)厚板的止裂性能進(jìn)行了研究，研究結(jié)果表明該公司生產(chǎn)的厚板在-10℃下的止裂韌性Kca達(dá)到7960N/mm3/2，由此認(rèn)為該級(jí)鋼板的止裂性能滿足船體結(jié)構(gòu)建造的要求（參考文獻(xiàn)3）。
與國(guó)外相比，我國(guó)在高強(qiáng)鋼超厚板止裂性能評(píng)價(jià)方法和技術(shù)指標(biāo)研究方面尚處于起步階段，落后于日本和韓國(guó)，應(yīng)用研究的落后制約了高強(qiáng)鋼超厚板在國(guó)內(nèi)集裝箱船建造領(lǐng)域的應(yīng)用。2014年開始，中國(guó)的寶鋼、鞍鋼、沙鋼、南鋼、湘鋼等鋼鐵公司先后進(jìn)行超大型集裝箱船用高止裂鋼的研制開發(fā)，而且中國(guó)的洛陽(yáng)725研究所針對(duì)特厚板的止裂性能的評(píng)價(jià)裝置、評(píng)價(jià)方法進(jìn)行了專項(xiàng)研究，并取得評(píng)價(jià)資質(zhì)，為止裂鋼用于超大型集裝箱船舶的設(shè)計(jì)、建造和走向國(guó)際市場(chǎng)提供了技術(shù)支撐。
針對(duì)超大型集裝箱船用EH40、EH47止裂鋼的各項(xiàng)性能要求，寶鋼采用TMCP工藝研制生產(chǎn)了最大厚度為90mm的厚板，采用超低碳微合金的成分設(shè)計(jì)，通過(guò)控制軋制、控制冷卻工藝，保證微觀組織不僅滿足高強(qiáng)度、高韌性的要求，同時(shí)具有優(yōu)良的止裂性能。文中對(duì)不同厚度、不同微合金成分中的產(chǎn)品之間的止裂性也能做了比較研究，下面大家可以具體看一下。
最大厚度90mm的寶鋼止裂鋼
1止裂鋼的研制
1.1止裂鋼的工藝
為滿足EH40、EH47厚板鋼高強(qiáng)度、良好的低溫韌性和優(yōu)良焊接性能，特別是低溫止裂性能，成分采用了低的碳含量、中等含量錳、超低硫、磷的控制，為了細(xì)化晶粒尺寸和更好地進(jìn)行TMCP控制，采用Nb微合金化，同時(shí)采用控制組織的Cr、Mo合金化成分設(shè)計(jì)，適當(dāng)?shù)卦黾覥u、Ni等合金元素。
煉鋼工藝采用低碳、超低硫、夾雜物形態(tài)控制的純凈鋼冶煉技術(shù)，以保證厚規(guī)格船板的低溫沖擊韌性。鐵水經(jīng)轉(zhuǎn)爐冶煉，再進(jìn)行RH、LF爐外精煉，澆鑄成300mm/360mm厚的連鑄板坯。熱軋?jiān)趯氫摰?span style="box-sizing: border-box; color: #FF0000; list-style-image: none; list-style-position: outside; list-style-type: none; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; margin-right: 0px; margin-top: 0px; max-width: 100%; overflow-wrap: break-word; padding-bottom: 0px; padding-left: 0px; padding-right: 0px; padding-top: 0px;">5米厚板軋機(jī)上進(jìn)行，工藝采用了強(qiáng)控軋控冷的TMCP技術(shù)，采用兩階段的控制軋制，并充分保證再結(jié)晶區(qū)的變形量。軋制后采用ACC加速冷卻保證變形后相變組織，為了滿足高強(qiáng)度厚板的低溫韌性，組織控制以得到多邊形鐵素體+針狀鐵素體為主。通過(guò)成分和工藝的最佳配合，以獲得優(yōu)良的綜合性能。
生產(chǎn)工藝路線為：鐵水預(yù)處理→轉(zhuǎn)爐冶煉→爐外精煉（RH＋LF，Ca處理）→連鑄→板坯再加熱→控制軋制→控制冷卻。
部分船級(jí)社在規(guī)范指南中針對(duì)EH40、EH47的個(gè)別合金成分要求就有差異，但在性能上，尤其是低溫止裂性能上是沒(méi)有差異的。為了比較個(gè)別成分（特別是對(duì)韌性影響比較大的Ni元素）對(duì)低溫韌性、止裂性能影響，在成分上設(shè)計(jì)低Ni和高Ni兩種成分；同時(shí)，為了比較同一成分條件下，厚度效應(yīng)對(duì)止裂性能的影響，采用相同工藝軋制了厚度為50、80、90mm的鋼板進(jìn)行比較。
1.2止裂鋼板的成分
超大型集裝箱船用EH40、EH47，鋼板厚度基本在70～90mm左右，同時(shí)要求具有高的強(qiáng)度、優(yōu)良低溫沖擊及焊接性能，同時(shí)在止裂方面特殊要求，因此在成分上采用了低碳微合金成分設(shè)計(jì)，EH47設(shè)計(jì)了高Ni、EH40采用低Ni成分；采用高Ni的A成分軋制了50、80、90mm的鋼板,鋼板分別標(biāo)識(shí)為A-50、A-80、A-90；采用高Ni和低Ni(標(biāo)識(shí)為B成分)的板坯軋制了厚度均為90mm的鋼板，鋼板分別標(biāo)識(shí)為A-90、B-90。實(shí)際化學(xué)成分如表1。
表1寶鋼研制的DH40、EH40 TMCP船板的化學(xué)成分（wt%）
上述成分滿足ABS、CCS、GL、DNV船級(jí)社標(biāo)準(zhǔn)對(duì)EH40、EH47的要求，A、B兩組的成分除Ni含量有明顯的差異外，其他合金元素類型、含量基本相同，這樣Ceq的差別僅僅是由于Ni含量不同導(dǎo)致的。A、B鋼同時(shí)具有較低的Ceq和Pcm保證了高強(qiáng)度鋼具有較好的焊接性。
1.3 EH47厚板的拉伸性能及微觀組織
對(duì)研制的鋼板，在鋼板厚度1/4和1/2處均進(jìn)行性能檢驗(yàn)。分別進(jìn)行力學(xué)拉伸性能、維氏硬度實(shí)驗(yàn)及微觀組織檢驗(yàn)。力學(xué)拉伸按標(biāo)距50mm棒狀拉伸試樣，具體性能見表2。
表2寶鋼研制的EH47/EH40級(jí)TMCP船板的機(jī)械性能
圖1不同厚度規(guī)格的EH40、EH47鋼板的微觀組織
可見，無(wú)論是50mm厚、還是80mm、90mm厚的EH40、EH47厚板鋼的強(qiáng)度性能及硬度性能均滿足規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的要求，并且具有一定的富余量。采用同一成分A軋制的EH47、厚度分別為50、80、90mm厚度的鋼板，可以看出隨著厚度增加，強(qiáng)度有下降，同時(shí)在板厚度1/2和1/4處的強(qiáng)度差異略有增加。但硬度上的差異比較明顯，同一成分軋制不同厚度的鋼板，硬度最大相差30Hv10。而不同成分軋制的EH40、EH47的90mm厚鋼板，由于EH40有更低的Ceq，強(qiáng)度、硬度低于EH47同等厚度鋼板。
同時(shí)，由于厚度的差異，80mm、90mm厚的鋼板的板厚度1/2和1/4的強(qiáng)度性能有一定差異，這種差異在微觀組織上也有一定的表現(xiàn)，如圖1所示。由于變形在厚度方向的不均勻分布及冷卻強(qiáng)度的不同，越接近鋼板表面的組織越細(xì)小，針狀鐵素體的比例也越高。這種組織上的差異影響了力學(xué)性能。
止裂鋼用于集裝箱船
1.1 EH47厚板的低溫沖擊韌性
超大型集裝箱船對(duì)船體應(yīng)力設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)完整性與材料的強(qiáng)韌性選擇提出了嚴(yán)格的要求。超大集裝箱船的艙口大開口度決定了超厚規(guī)格高強(qiáng)船板低溫韌性在這類船體設(shè)計(jì)與選材中占據(jù)重要地位。金屬材料的韌性表征了材料在彈性變形、塑性變形和斷裂過(guò)程中吸收能量的能力。材料具有良好的韌性保證在服役條件下不至于突然發(fā)生脆性斷裂，從而使工程結(jié)構(gòu)具有良好的安全性。因此，各船級(jí)社在超大型集裝箱船用高強(qiáng)度EH40、EH47止裂鋼的指南中均作出嚴(yán)格的規(guī)定。本文對(duì)不同厚度的EH47試制鋼板進(jìn)行了系列溫度的夏比沖擊實(shí)驗(yàn)，夏比V型缺口沖擊按ASTM E23標(biāo)準(zhǔn)。
表1為試制的EH40、EH47厚板的低溫夏比沖擊性能的結(jié)果。根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果，可以看出A、B兩種成分的鋼、應(yīng)用同一成分A軋制的不同厚度EH47鋼板在-40°C時(shí)都具有較高的沖擊功，最低也在260J以上，由于軋制壓縮比不同，隨厚度的增加沖擊功略有下降。不同Ni含量相同厚度規(guī)格的EH40、EH47在-40°C時(shí)的沖擊功大小差別不大，沖擊功轉(zhuǎn)變曲線的上平臺(tái)幾乎沒(méi)有差別。但由于壓縮比不同及Ni含量不同導(dǎo)致的低溫韌性差異在夏比沖擊的連續(xù)溫度韌脆轉(zhuǎn)變曲線和隨后的雙重拉伸測(cè)定Kca數(shù)值的試驗(yàn)中表現(xiàn)明顯。這也就是為什么不能單純用低溫夏比沖擊功來(lái)衡量止裂鋼的低溫性能的原因。
表1 寶鋼研制的EH47級(jí)TMCP船板-40°C的夏比沖擊功(J) 
圖1 不同厚度規(guī)格的EH40、EH47鋼板的夏比沖擊連續(xù)溫度轉(zhuǎn)變曲線
1.2 EH47的NDT性能
落錘試驗(yàn)是在已知力學(xué)約束條件下測(cè)量材料對(duì)固有斷裂擴(kuò)展的抗力。落錘試驗(yàn)有測(cè)定無(wú)塑性轉(zhuǎn)變溫度落錘試驗(yàn)（NDT）和落錘撕裂試驗(yàn)（DWTT），用來(lái)測(cè)定材料在低溫下的韌脆轉(zhuǎn)變特性。 NDT 落錘試驗(yàn)方法在船舶、海洋工程領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，結(jié)構(gòu)材料的NDT 溫度低于結(jié)構(gòu)的最低使用溫度便具有足夠的抗脆斷安全性能；NDT按標(biāo)準(zhǔn)《GB/T 6803-2008 鐵素體鋼的無(wú)塑性轉(zhuǎn)變溫度落錘試驗(yàn)方法》進(jìn)行落錘試驗(yàn)，確定NDTT如表2所示。
實(shí)際上，由于試驗(yàn)設(shè)備或試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，對(duì)于特厚鋼板的NDT試樣只能減薄，不能衡量全尺寸條件下材料的斷裂韌性，一般情況下是保留了一個(gè)軋制面。本次實(shí)驗(yàn)，按照船級(jí)社要求，對(duì)厚度為90mm分別取鋼板的近表面、1/4、1/2厚度位置進(jìn)行NDT性能性能檢驗(yàn)。因?yàn)椴捎?/span>強(qiáng)控制軋制和控制冷卻，EH40、EH47在近表面、板厚1/4處的NDT轉(zhuǎn)變溫度相同，但在板厚1/2處顯示出差異。同樣，對(duì)于同一成分軋制的厚度不同的EH47厚板，在板厚1/2處，鋼板增厚，NDT轉(zhuǎn)變溫度升高。
表2 EH40、EH47厚板的 NDT性能結(jié)果
1.3 CTOD性能
CTOD是裂紋張開位移英文字頭的縮寫(Crack-tip Opening Displacement)，—般用δ表示，對(duì)具有一定裂紋的構(gòu)件，當(dāng)載荷逐漸增加，原裂紋尖端張開的位移δ逐漸增大。當(dāng)裂紋張開位移δ達(dá)到材料一定臨界值δc時(shí)，裂紋就擴(kuò)展而破斷。就把這個(gè)臨界值δc作為材料斷裂韌性的指標(biāo)。CTOD值的大小，反映了裂紋尖端材料抵抗開裂的能力。其值越大，表示裂紋尖端材料的抗開裂性能越好，即韌性越好。
試驗(yàn)按照BS7448標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行 ,采用全厚度尺寸試樣。試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果可以看出同一成分軋制厚度分別為50、90mm的EH47、EH40厚鋼板，母材的-10°C的CTOD性能結(jié)果差異不大，δ值都在1.0mm以上。焊接接頭的CTOD性能在-10°C大于0.20mm。試驗(yàn)結(jié)果表明研制的EH40、EH47鋼板，厚度規(guī)格從50～90mm的CTOD性能完全滿足船級(jí)社指南要求的數(shù)值。
表3 EH40、EH47厚板的CTOD性能
表4 EH40、EH47焊接接頭的CTOD性能 
1.4 EH47的動(dòng)態(tài)止裂性能
由于鋼板厚度的增加，材料受到?jīng)_擊時(shí)的潛在平面應(yīng)變條件的危險(xiǎn)性制約，在韌脆轉(zhuǎn)變溫區(qū)上平臺(tái)服役，以及通過(guò)材料自身的韌性阻止因焊接缺陷、應(yīng)力集中、強(qiáng)度失配等造成的脆性裂紋擴(kuò)展，這是超厚規(guī)格高強(qiáng)船板選材與船體結(jié)構(gòu)安全設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。EH40、EH47級(jí)止裂鋼用于舷頂列板和甲板邊板，為防止用于集裝箱船縱向構(gòu)件的特厚鋼板發(fā)生脆性斷裂，根據(jù)國(guó)際船級(jí)社協(xié)會(huì)及NK、BV、CCS等船級(jí)社公布超大型集裝箱船用EH47止裂判據(jù)是，-10℃ 時(shí)Kca 需大于6000N/mm3/2。目前有關(guān)船板止裂韌性Kca 的評(píng)價(jià)技術(shù)有ESSO及雙重拉伸的實(shí)驗(yàn)方法。ESSO及雙重拉伸實(shí)驗(yàn)方法最大優(yōu)點(diǎn)是可以最大限度還原鋼板在船板上的真實(shí)服役情況。標(biāo)準(zhǔn)試樣為0.5×0.5m，超大型試樣需2.4×2.0m，臥式拉伸機(jī)需具備5000t 以上的載荷能力。本文采用雙重拉伸的試驗(yàn)方法對(duì)寶鋼研制生產(chǎn)A50、A80、A90、B90的EH47止裂鋼進(jìn)行了Kca的測(cè)定，根據(jù)試驗(yàn)測(cè)定的數(shù)據(jù)按指南中要求進(jìn)行回歸，得到-10°C下該鋼板的Kca數(shù)值，結(jié)果如下表。
表5 EH40、EH47的雙重拉伸Kca數(shù)值結(jié)果
圖3 雙重拉伸方法測(cè)定Kca的回歸曲線
可以看出，采用更大尺寸的全厚度試樣，厚度效應(yīng)和合金成分效應(yīng)就充分顯現(xiàn)出來(lái)。在同一成分條件下，A-50的Kca值接近10000N/mm2/3,但厚度達(dá)到90mm時(shí)，Kca值降為7500N/mm2/3。大于80mm厚度的鋼板處于平面應(yīng)變狀態(tài)，Kca數(shù)值急劇下降；同時(shí)，比較同樣厚度的A-90和B-90,能夠明顯提高低溫沖擊韌性的Ni含量在大尺寸止裂試驗(yàn)中充分顯示出來(lái)了。
也可以看出，對(duì)40kg級(jí)別的止裂鋼，盡管厚度已經(jīng)達(dá)到90mm，鋼板的低溫夏比沖擊性能、不同厚度位置的NDT性能、母材的CTOD性能都表現(xiàn)得比較好，與指南要求的指標(biāo)有富裕量，但對(duì)比47KG級(jí)別止裂鋼，卻比高Ni含量的Kca數(shù)值更接近要求的極限。因此，只有全尺寸試樣能夠衡量出止裂性能。根據(jù)本文的試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)于止裂鋼在批量工業(yè)生產(chǎn)時(shí)要求化學(xué)成分和工藝更加重要，對(duì)于40kg級(jí)別的止裂鋼，采用TMCP的軋制工藝生產(chǎn)，Ni含量為0.35%是保證的下限數(shù)值，而對(duì)于47kg級(jí)別這個(gè)數(shù)值應(yīng)更高。
1.5 EH40、EH47的厚鋼板的焊接性能
隨著鋼板厚度的增加，帶來(lái)了大量焊接及焊后工作。因此，對(duì)所用材料提出要求具有優(yōu)良焊接性能。低的碳當(dāng)量Ceq和裂紋敏感指數(shù)Pcm保證了高強(qiáng)度EH40、EH47厚板鋼優(yōu)良的焊接性能。按照船級(jí)社規(guī)范要求，進(jìn)行了母材可焊接性能試驗(yàn)。試驗(yàn)采用埋弧焊接方式，坡口為K型，分別測(cè)定了焊接熱輸入量為15KJ/cm和45KJ/cm后的強(qiáng)度及焊接熱影響區(qū)的低溫韌性。焊接接頭的強(qiáng)度、低溫韌性、硬度均滿足船級(jí)社相應(yīng)鋼級(jí)的要求。
表6 EH40、EH47厚板的焊接性能結(jié)果
上述焊接性能結(jié)果表明，研制生產(chǎn)的最大厚度為90mm的EH40、EH47止裂鋼具有優(yōu)良的焊接性能，能夠滿足超大型集裝箱船的建造使用要求。
2 結(jié)論
寶鋼研制生產(chǎn)的最大厚度為90mm 超大型集裝箱船用EH40、EH47止裂鋼，采用低碳微合金化的成分設(shè)計(jì)，熱軋采用強(qiáng)控軋控冷工藝，得到具有鐵素體+針狀鐵素體組織。試制的鋼板在具有高強(qiáng)度的同時(shí)，還具有良好的低溫沖擊韌性、NDT、CTOD性能，采用雙重拉伸方法測(cè)定了鋼板的止裂性能指標(biāo)Kca值大于6000N/mm3/2,各項(xiàng)性能指標(biāo)完全滿足各船級(jí)社對(duì)超大型集裝箱船用止裂鋼的要求，可用于制造超大型集裝箱船的船體結(jié)構(gòu)。同時(shí)，通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果表明，在生產(chǎn)特厚（>80mm）的高強(qiáng)度止裂鋼時(shí)，控制關(guān)鍵合金元素的含量和生產(chǎn)工藝，對(duì)保證母材鋼板的止裂性能同等重要，這一結(jié)論將在以后的工作中積累數(shù)據(jù)加以進(jìn)一步證實(shí)。
(本文來(lái)源于慧創(chuàng)綜合平臺(tái)，特邀作者：高珊)
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