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超厚止裂钢板和低温大线能量焊接钢板

时间:2019-08-17 08:52 来源:雅延咨询 作者:雅延 点击:
随着通过控轧控冷进行组织控制的TMCP技术的发展,在造船领域开发了焊接性能良好的高强钢板并实现了实用化。近年,船舶的使用环境变得更加恶劣,从提高船身安全性角度出发,要求开发耐损伤性良好的高性能钢板。本文介绍了日本近期开发并投入实际应用的用于超大型集装箱船和气体运输船的高性能钢板。1)超厚止裂钢板近年来,随着海上运输的发展,船舶不断向大型化发
随着通过控轧控冷进行组织控制的TMCP技术的发展,在造船领域开发了焊接性能良好的高强钢板并实现了实用化。近年,船舶的使用环境变得更加恶劣,从提高船身安全性角度出发,要求开发耐损伤性良好的高性能钢板。本文介绍了日本近期开发并投入实际应用的用于超大型集装箱船和气体运输船的高性能钢板。 1)超厚止裂钢板 近年来,随着海上运输的发展,船舶不断向大型化发展。特别是集装箱船的大型化更为显著,最近,已经建造了20000TEU(TEU:20英尺集装箱装载数量)等级的超大型船。从防止大型集装箱船的脆性破坏的观点出发,使用YP460钢的船体,在实施对接移位等的结构对策的同时,在船侧上弦部的舱口侧和上甲板使用韧性值(Kca值)为6000 N/mm3/2以上具有出色的脆性裂纹扩展停止性能(止裂性能)的钢材,应用这种设计是国际船级协会联合规定必须完成的义务。 一直以来,提高Kca值主要依靠晶粒细化,但板厚超过80mm的超厚钢板难以得到细粒组织,很难满足所要求的止裂性能。在结晶结构为bcc的情况下,脆性裂纹在解理面(100)面扩展。在结晶方位无序的情况下,发生的脆性裂纹沿垂直于主应力的方向扩展。开发钢通过控制极厚钢板的板厚中央部位的织构,使脆性裂纹向与主应力方向成45度方向分歧发展,从而提高Kca值。织构控制是通过钢材成分优化和TMCP优化控制轧制织构和相变织构而实施的。YP460钢达到了板厚100mm、船体设计温度-10℃条件下超过11000N/mm3/2的高Kca值。该钢种目前已经被应用于国内外大量超大型集装箱船建造。 2)低温标准大线能量焊接用钢板 开发并投入实际应用了面向寒冷地区航行的气体运输船的低温标准船体结构用钢(F级钢:母材韧性 -60℃标准)。能飞跃性提高建造效率的大线能量焊接一般应用于YP335F级钢以下的强度等级,未能应用于YP390F级钢。其主要原因是以同一成分的钢板难以实现提高焊接热影响部位(HAZ)的低温韧性和通过抑制HAZ软化确保接头强度二者的统一。为了解决这一难题,不仅通过合理利用TiN使HAZ粗粒区域极小化,采取使晶粒内组织细化的B、Ca利用技术,还通过优化Si等合金元素添加量进行硬质第二相MA的分散控制。换而言之,在HAZ粗晶区域抑制导致韧性下降的MA生成,而使之在HAZ软化区域积极分散实施强化。应用本技术成功开发了大线能量焊接用YP390F级钢,并被应用于寒冷地区的LNG(液化天然气)运输船。 3)提高冲击安全性的船舶用高强度高延展性钢板 运输LNG、LPG(液化石油气)的气体运输船及原油油轮如果触礁或受到撞击,会由于装载物外泄造成环境污染的问题,为此,往往采用双重船壳等方法从船体结构层面上加以应对。另外,还可以通过使用提高了变形性能的钢板提高撞击时能量吸收能的方法来提高安全性。因此,在厚板轧制时追求在线优化双相组织,开发了延展性大大超过传统钢的高延展性钢板。本开发钢已成功应用于LPG运输船,今后预计将进一步扩大应用。 为了应对造船业界的需求,开发了利用TMCP技术的各种高性能钢板。这些开发钢有利于提高商船的安全性,今后有望进一步扩大应用。