◆110 北京科技大学学报 第33卷 下，仍然要保证钢板不同厚度位置各项力学性能符 (1)钢加入Nb,目的是利用Nb提高未再结晶 合船级社规范要求并要有一定的富余 温度(T、),延迟变形奥氏体再结晶，细化铁素体晶 1.3成分及工艺控制策略 粒，提高钢板的强韧性； E/F级高强船板钢对低温冲击韧性要求较高， (2)40kg级船板加V,主要是利用其在轧后冷 同时对强度和焊接性能也有较高的要求.因此，采 却相变过程中产生析出强化而提高钢板的强度； 用低碳微合金化、提高钢的纯净度以及优化控轧控 (3)F级船板中加人Ni,主要是利用Ni改善钢 冷工艺是设计F36高强船板钢的主要依据.低碳可 板的低温韧性，保证钢板在低温环境中更加安全地 以降低钢的碳当量，提高钢板的冲击韧性和焊接性 服役； 能；同时可以改善连铸板坯的中心成分偏析等缺陷， (4)钢中加入微量Ti,微Ti处理有利于保证含 易于获得较高质量的连铸板坯.降低P、S含量、提 Nb钢坯的表面质量，同时钢中T可以固氮，从而改 高钢的纯净度，可以提高钢的塑韧性.P含量主要 善钢板的应变时效冲击性能，另外钢中加入T可以 影响钢的塑性，S含量主要影响钢的韧性，另外，钢 改善焊接性能： 中硫化物夹杂还会影响钢的各向异性.通过进行 (5)降低磷、硫含量，提高钢的塑韧性.磷含量 微合金化处理，结合控轧控冷工艺技术，利用适当合 主要影响钢的塑性，硫含量主要影响钢的冲击韧性 金元素提高奥氏体粗化温度，延迟变形奥氏体再结 和韧脆转变温度，此外钢中硫化物夹杂影响钢的各 品细化钢板组织的过程，提高钢板强度、韧性和塑 向异性： 性，从而获得良好的综合性能.同时通过进一步降 (6)TMCP交货船板采用低碳、微合金化的成 低韧-脆转变温度，保证良好稳定的低温冲击性能。 分设计严格控制碳当量，保证良好的焊接性能 1.3.1成分设计 E36/40、F36/40级高强船板，对钢板的强韧性、 E36/40、F36/40级船体用钢对强度有较高要 焊接性能、拉伸断口等要求很高.首钢生产该系列 求，尤其对低温(E级，-40℃；F级，-60℃；认证时 钢种考虑设备条件及产品性能，采用低碳、复合微合 相应再降低-20℃)冲击韧性有很高的要求，而且 金化的成分设计加严格的控轧控冷工艺生产，钢中 要具有良好的焊接性能.因此根据GB712一2000 加入微合金化元素Nb、V、Ti.表4为TMCP工艺 和各国船级社规范对TMCP交货状态船板成分要求 E36/40、F36/40级高强船板化学成分的判定及目标 设计内控成分，成分设计主要依据如下几个原则： 要求 表436/40、F36/40级TMCP船板的成分控制要求（质量分数） Table 4 Composition requirements of E36/40.F36/40 grade TMCP ship plate 年 钢级 Mn Alt 微合金元素 E36/40 0.02~0.12 0.20-0.55 1.20~1.60 <0.015 ≤0.010 0.020-0.050 适量 F36/40 0.02-0.10 0.20~0.55 1.20-1.60 <0.015 ≤0.010 0.020-0.050 适量 注：碳当量Cg=0c+WM/6+(0C++0v)/5+(ENw+0C)/15,且0知+0y+n≤0.12%. 在生产E36/40、36/40级船板时要注意以下 (4)严格控制S、P以及[N]含量，确保钢板的 问题： 塑性和低温韧性 (1)采用低碳设计，确保钢板良好的低温冲击 1.3.2生产工艺路线 韧性及良好的焊接性能，同时兼顾产品的成本，E级 根据产品的低温韧性等特殊要求，结合首钢工 按目标0.12%以内控制，F级按目标0.10%以内 装设备条件，采用低碳、Nb、V、Ti微合金化成分设 控制； 计.通过严格的成分控制、钢质洁净度控制、TMCP (2)40kg级船板中要加入适量的V,保证V的 控轧控冷工艺等技术保证首钢生产的E36/40、F36/ 析出强化对钢板强度的贡献： 40产品能够满足用户严格的使用要求. (3)在控制较低碳含量的前提下，保证钢中稳 EF级船板的生产工艺为：脱硫扒渣一转炉冶 定的M含量以及微合金元素的含量，以确保随着 炼一LF炉精炼（一RH真空处理）一板坯全保护浇 厚度的增加，钢板强度指标仍能满足无厚度效应的 注一铸坯缓冷一钢坯外观检查一钢坯加热一高压水 要求： 除鳞一控制轧制一控制冷却一矫直一喷号（一堆北 京 科 技 大 学 学 报 第 33 卷 下，仍然要保证钢板不同厚度位置各项力学性能符 合船级社规范要求并要有一定的富余． 1. 3 成分及工艺控制策略 E /F 级高强船板钢对低温冲击韧性要求较高， 同时对强度和焊接性能也有较高的要求． 因此，采 用低碳微合金化、提高钢的纯净度以及优化控轧控 冷工艺是设计 F36 高强船板钢的主要依据． 低碳可 以降低钢的碳当量，提高钢板的冲击韧性和焊接性 能; 同时可以改善连铸板坯的中心成分偏析等缺陷， 易于获得较高质量的连铸板坯． 降低 P、S 含量、提 高钢的纯净度，可以提高钢的塑韧性． P 含量主要 影响钢的塑性，S 含量主要影响钢的韧性，另外，钢 中硫化物夹杂还会影响钢的各向异性［4］． 通过进行 微合金化处理，结合控轧控冷工艺技术，利用适当合 金元素提高奥氏体粗化温度，延迟变形奥氏体再结 晶细化钢板组织的过程，提高钢板强度、韧性和塑 性，从而获得良好的综合性能． 同时通过进一步降 低韧 － 脆转变温度，保证良好稳定的低温冲击性能． 1. 3. 1 成分设计 E36 /40、F36 /40 级船体用钢对强度有较高要 求，尤其对低温( E 级，－ 40 ℃ ; F 级，－ 60 ℃ ; 认证时 相应再降低 － 20 ℃ ) 冲击韧性有很高的要求，而且 要具有良好的焊接性能［5］． 因此根据 GB712—2000 和各国船级社规范对 TMCP 交货状态船板成分要求 设计内控成分，成分设计主要依据如下几个原则: ( 1) 钢加入 Nb，目的是利用 Nb 提高未再结晶 温度( TNR) ，延迟变形奥氏体再结晶，细化铁素体晶 粒，提高钢板的强韧性; ( 2) 40 kg 级船板加 V，主要是利用其在轧后冷 却相变过程中产生析出强化而提高钢板的强度; ( 3) F 级船板中加入 Ni，主要是利用 Ni 改善钢 板的低温韧性，保证钢板在低温环境中更加安全地 服役; ( 4) 钢中加入微量 Ti，微 Ti 处理有利于保证含 Nb 钢坯的表面质量，同时钢中 Ti 可以固氮，从而改 善钢板的应变时效冲击性能，另外钢中加入 Ti 可以 改善焊接性能; ( 5) 降低磷、硫含量，提高钢的塑韧性． 磷含量 主要影响钢的塑性，硫含量主要影响钢的冲击韧性 和韧脆转变温度，此外钢中硫化物夹杂影响钢的各 向异性; ( 6) TMCP 交货船板采用低碳、微合金化的成 分设计严格控制碳当量，保证良好的焊接性能． E36 /40、F36 /40 级高强船板，对钢板的强韧性、 焊接性能、拉伸断口等要求很高． 首钢生产该系列 钢种考虑设备条件及产品性能，采用低碳、复合微合 金化的成分设计加严格的控轧控冷工艺生产，钢中 加入微合金化元素 Nb、V、Ti． 表 4 为 TMCP 工艺 E36 /40、F36 /40 级高强船板化学成分的判定及目标 要求． 表 4 E36 /40、F36 /40 级 TMCP 船板的成分控制要求( 质量分数) Table 4 Composition requirements of E36 /40，F36 /40 grade TMCP ship plate % 钢级 C Si Mn P S Alt 微合金元素 E36 /40 0. 02 ～ 0. 12 0. 20 ～ 0. 55 1. 20 ～ 1. 60 ＜ 0. 015 ≤0. 010 0. 020 ～ 0. 050 适量 F36 /40 0. 02 ～ 0. 10 0. 20 ～ 0. 55 1. 20 ～ 1. 60 ＜ 0. 015 ≤0. 010 0. 020 ～ 0. 050 适量 注: 碳当量 Ceq = wC + wMn /6 + ( wCr + wMo + wV ) /5 + ( wNi + wCu ) /15，且 wNb + wV + wTi≤0. 12% ． 在生产 E36 /40、F36 /40 级船板时要注意以下 问题: ( 1) 采用低碳设计，确保钢板良好的低温冲击 韧性及良好的焊接性能，同时兼顾产品的成本，E 级 按目标 0. 12% 以内控制，F 级按目标 0. 10% 以内 控制; ( 2) 40 kg 级船板中要加入适量的 V，保证 V 的 析出强化对钢板强度的贡献; ( 3) 在控制较低碳含量的前提下，保证钢中稳 定的 Mn 含量以及微合金元素的含量，以确保随着 厚度的增加，钢板强度指标仍能满足无厚度效应的 要求; ( 4) 严格控制 S、P 以及［N］含量，确保钢板的 塑性和低温韧性． 1. 3. 2 生产工艺路线 根据产品的低温韧性等特殊要求，结合首钢工 装设备条件，采用低碳、Nb、V、Ti 微合金化成分设 计． 通过严格的成分控制、钢质洁净度控制、TMCP 控轧控冷工艺等技术保证首钢生产的 E36 /40、F36 / 40 产品能够满足用户严格的使用要求． E /F 级船板的生产工艺为: 脱硫扒渣—转炉冶 炼—LF 炉精炼( —RH 真空处理) —板坯全保护浇 注—铸坯缓冷—钢坯外观检查—钢坯加热—高压水 除鳞—控制轧制—控制冷却—矫直—喷 号 ( —堆 ·110·