[0010] 一種貝氏體/馬氏體/奧氏體高韌易焊接船板鋼,船板鋼中各組分按質(zhì)量百分比計:C:0.020%~0.060%,Ni:1.50%~3.00%,Cu:1.00%~2.00%,Mo:0.10%~0.60%,Cr:0.20%~0.60%,Mn:0.80%~1.50%,Si:0.20%~0.50%,Nb:0.040%~0.080%,Ti:
0.005%~0.020%,Al:0.010%~0.050%,P≤0.006%,S≤0.001%,余量為Fe及不可避免的雜質(zhì);船板鋼滿足焊接裂紋敏感性指數(shù):
[0011] Pcm=C+Si/30+Ni/60+(Mn+Cr+Cu)/20+Mo/15+V/10+5B≤0.34。
[0012] 進(jìn)一步的,船板鋼中各組分按質(zhì)量百分比計:C:0.023%~0.037%,Ni:1.73%~
2.01%,Cu:1.09%~1.76%,Mo:0.13%~0.367%,Cr:0.24%~0.36%,Mn:0.85%~
1.13%,Si:0.24%~0.39%,Nb:0.043%~0.062%,Ti:0.0053%~0.012%,Al:0.012%~0.034%,P≤0.004%,S≤0.0008%,余量為Fe及不可避免的雜質(zhì);船板鋼滿足焊接裂紋敏感性指數(shù):Pcm=C+Si/30+Ni/60+(Mn+Cr+Cu)/20+Mo/15+V/10+5B≤0.25。
[0013] 進(jìn)一步的,船板鋼中各組分按質(zhì)量百分比計:C:0.041%~0.056%,Ni:2.15%~
2.87%,Cu:1.81%~1.93%,Mo:0.38%~0.57%,Cr:0.38%~0.52%,Mn:1.213%~
1.479%,Si:0.41%~0.49%,Nb:0.065%~0.078%,Ti:0.013%~0.018%,Al:0.036%~0.048%,P≤0.003%,S≤0.0007%,余量為Fe及不可避免的雜質(zhì);船板鋼滿足焊接裂紋敏感性指數(shù):Pcm=C+Si/30+Ni/60+(Mn+Cr+Cu)/20+Mo/15+V/10+5B≤0.32。
[0014] 本發(fā)明各元素的作用及配比依據(jù)如下:
[0015] C:具有顯著的固溶強(qiáng)化效果,且能提高鋼的淬透性,但鋼中C含量增加對鋼低溫韌性及焊接性十分不利。因此本發(fā)明中采用超低碳設(shè)計,C含量控制在0.02~0.06wt.%。
[0016] Cu:本發(fā)明鋼的關(guān)鍵析出強(qiáng)化元素,Cu不依賴C、N元素即可在鋼中在回火時效過程中以納米團(tuán)簇形式析出從而產(chǎn)生顯著地析出強(qiáng)化作用,可彌補(bǔ)降低C而造成的強(qiáng)度損失,同時Cu還能提高鋼的耐海水腐蝕性能。為保證鋼具有一定的強(qiáng)度,本發(fā)明中Cu的含量控制在
1.00~2.00wt.%。
[0017] Ni:在時效過程中Ni和Cu形成復(fù)合析出相,Ni能促進(jìn)Cu的析出動力學(xué),時效過程中能抑制富Cu相的粗化,從而增強(qiáng)Cu析出強(qiáng)化效果。此外,Ni還可提高鋼的淬透性和低溫韌性,同時具有一定的固溶強(qiáng)化作用,還能防止Cu的熱脆效應(yīng),顯著改善含Cu鋼的表面熱裂紋傾向??紤]到鋼的經(jīng)濟(jì)成本,本發(fā)明中Ni含量控制在1.50~3.00wt.%。
[0018] Mo:固溶Mo能顯著提高鋼的淬透性,還具有一定的固溶強(qiáng)化作用,同時Mo能夠提高回火穩(wěn)定性,顯著降低回火脆性。本發(fā)明中Mo含量控制在0.100~0.60wt.%。
[0019] Cr:固溶Cr能夠顯著提高鋼的淬透性(兼具降低Ac3溫度和提高過冷奧氏體穩(wěn)定性的作用),同時Cr易形成致密氧化膜可顯著提高鋼的耐蝕性。本發(fā)明中Cr含量控制在0.20~
0.60wt.%。
[0020] Mn:可顯著提高鋼的淬透性,同時具有一定的固溶強(qiáng)化作用,還可降低Ac3溫度,使得在非再結(jié)晶區(qū)軋制的溫度窗口更寬,但Mn含量過高時,鋼的耐蝕性能降低,且在焊接熱影響區(qū)易形成粗大的M/A島,嚴(yán)重影響焊接熱影響區(qū)的低溫韌性。本發(fā)明中Mn含量控制在
0.800~1.500wt.%。
[0021] Si:鋼中脫氧元素之一,同時硅也是非碳化物形成元素,以固溶形式存在于鋼基體中,具有一定的固溶強(qiáng)化作用,但過量的硅對鋼的低溫韌性不利,鋼的焊接冷裂紋、熱裂紋敏感性將增加,本發(fā)明Si含量控制為0.20~0.50wt.%。
[0022] Nb:高溫均熱時固溶的Nb能夠提高鋼的淬透性,形變誘導(dǎo)析出Nb能抑制形變奧氏體的再結(jié)晶,使得在非再結(jié)晶區(qū)軋制時,能獲得扁平奧氏體。Nb含量過低上述作用不顯著,含量過高對焊接熱影響區(qū)的韌性有損害作用。本發(fā)明中Nb含量控制在0.040~0.080wt.%。
[0023] Ti:強(qiáng)碳氮化物形成元素,微量的Ti可與鋼中N結(jié)合形成TiN,阻止均熱時奧氏體晶粒的長大,亦可在焊接熱影響區(qū)中阻止奧氏體晶粒的長大,從而改善焊接性。本發(fā)明中Ti含量控制在0.005~0.020wt.%。