一种基于BN设计的355MPa级高碳正火型大线能量焊接用海工钢的制作方法

本发明涉及对焊接线能量有特殊要求的特种钢，具体是一种基于bn设计的355mpa级高碳正火型大线能量焊接用海工钢。

背景技术：

1、21世纪是海洋的世纪。在船舶领域，随着船舶远距离运输量的增长，这就要求建造更大尺寸和承载量更高的船舶来满足运输需求，也就要求船板钢具有更高的强度、韧性和较大的厚度。例如，日本jfe公司已经成功开发出世界上最大厚度规格80mm的大型集装箱船上甲板结构使用的高强度中厚板。在海洋平台领域，随着海洋平台逐渐向大型化和超大型化发展，海洋平台的设计和建造所需钢板厚度规格日益增大。例如过去第五代平台主体结构的钢板厚度不超过20mm，一些特殊结构的高强钢厚度一般也不超过50mm，而目前已完成合拢的d90超水深半潜式平台，大多数特殊结构部位均选用的超高强度钢板厚度大多超过80mm，最大达到100mm。

2、随着钢板厚度规格的增加，焊接结构的尺寸也越来越大，这导致焊接成本和建造周期增加。为了能够有效提高焊接效率、降低建造周期，大线能量焊接的方法如气电立焊、埋弧焊、电渣焊等方法逐渐开始使用。在大线能量焊接条件下，特别是在焊接热输入大于50kj/cm情况下，随着焊接热输入的增加，焊接haz的高温停留时间变长，原始奥氏体晶粒严重长大，并且焊后的冷却速度较慢，相变后焊接haz容易形成粗大的侧板条铁素体、魏氏组织、上贝氏体、m-a组元等对韧性不利的组织，使焊接热影响区的韧性显著下降，从而形成局部脆化区，并可能产生裂纹等焊接缺陷，从而降低焊接构件的安全性，并且不能满足服役使用的要求。

3、针对上述问题，我们提供了一种基于bn设计的355mpa级高碳正火型大线能量焊接用海工钢，以解决上述所提到的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于bn设计的355mpa级高碳正火型大线能量焊接用海工钢，能够满足100-600kj/cm焊接线能量要求的大线能量焊接海工钢，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种基于bn设计的355mpa级高碳正火型大线能量焊接用海工钢，化学成分按质量百分比计为：c：0.12～0.15％，si：0.10～0.25％，mn：1.0～2.0％，ti：0.005～0.015％，v：0.05～0.10％，als≥0.015％，n：0.009～0.015％，b：0.0010～0.0015％，其余为fe及不可避免的杂质元素；

4、所述海工钢的焊接接头微观组织由针状铁素体、晶界铁素体，粒状贝氏体和马奥组元组成。

5、作为本发明进一步的方案：所述针状铁素体组织含量≥60％。

6、作为本发明再进一步的方案：所述马奥组元组织含量≤4％。

7、作为本发明再进一步的方案：所述海工钢能够承受焊接线能量100-600kj/cm，接头-40℃的冲击功≥50j。

8、作为本发明再进一步的方案：所述海工钢的屈服强度≥355mpa，抗拉强度≥490mpa，-40℃的冲击功≥50j，延伸率≥20％。

9、作为本发明再进一步的方案：所述海工钢采用再结晶析出轧制，终轧温度不低于950℃。

10、作为本发明再进一步的方案：所述海工钢在制备时的正火温度为800～850℃，保温时间为1h。

11、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

12、本发明提出的海工钢热影响区的组织特征为针状铁素体、晶界铁素体、粒状贝氏体和马奥组元组成，其中针状铁素体组织含量≥60％，马奥组元≤4％，海工钢适应100-600kj/cm焊接热输入，满足-40℃低温冲击功≥50j、焊接接头-10℃的ctod性能≥0.15mm，对于保证焊接接头低温韧性具有重要作用。

技术特征：

1.一种基于bn设计的355mpa级高碳正火型大线能量焊接用海工钢，其特征在于：化学成分按质量百分比计为：c：0.12～0.15％，si：0.10～0.25％，mn：1.0～2.0％，ti：0.005～0.015％，v：0.05～0.10％，als≥0.015％，n：0.009～0.015％，b：0.0010～0.0015％，其余为fe及不可避免的杂质元素；

2.根据权利要求1所述的一种基于bn设计的355mpa级高碳正火型大线能量焊接用海工钢，其特征在于，所述针状铁素体组织含量≥60％。

3.根据权利要求1所述的一种基于bn设计的355mpa级高碳正火型大线能量焊接用海工钢，其特征在于，所述马奥组元组织含量≤4％。

4.根据权利要求1所述的一种基于bn设计的355mpa级高碳正火型大线能量焊接用海工钢，其特征在于，所述海工钢能够承受焊接线能量100-600kj/cm，接头-40℃的冲击功≥50j。

5.根据权利要求1所述的一种基于bn设计的355mpa级高碳正火型大线能量焊接用海工钢，其特征在于，所述海工钢的屈服强度≥355mpa，抗拉强度≥490mpa，-40℃的冲击功≥50j，延伸率≥20％。

6.根据权利要求1所述的一种基于bn设计的355mpa级高碳正火型大线能量焊接用海工钢，其特征在于，所述海工钢采用再结晶析出轧制，终轧温度不低于950℃。

7.根据权利要求1所述的一种基于bn设计的355mpa级高碳正火型大线能量焊接用海工钢，其特征在于，所述海工钢在制备时的正火温度为800～850℃，保温时间为1h。

技术总结本发明公开了一种基于BN设计的355MPa级高碳正火型大线能量焊接用海工钢，涉及对焊接线能量有特殊要求的特种钢技术领域，化学成分按质量百分比计为：C：0.12～0.15％，Si：0.10～0.25％，Mn：1.0～2.0％，Ti：0.005～0.015％，V：0.05～0.10％，Als≥0.015％，N：0.009～0.015％，B：0.0010～0.0015％，其余为Fe及不可避免的杂质元素；本发明提出的海工钢热影响区的组织特征为针状铁素体、晶界铁素体、粒状贝氏体和马奥组元组成，其中针状铁素体组织含量≥60％，马奥组元≤4％，海工钢适应100‑600kJ/cm焊接热输入，满足‑40℃低温冲击功≥50J、焊接接头‑10℃的CTOD性能≥0.15mm，对于保证焊接接头低温韧性具有重要作用。技术研发人员：师仲然,张振辉,朱颖受保护的技术使用者：山东国研海洋装备技术工程有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/13