[发明专利]一种耐冲撞破裂船体结构用钢及其制造方法

说明书

本发明公开了一种耐冲撞破裂船体结构用钢，其除了Fe和不可避免的杂质以外还含有质量百分含量如下的下述各化学元素：C：0.06～0.12％，Si：0.05～0.60％，Mn：1.30‑1.70％，Al：0.01～0.06％，Ti：0.005～0.012％，Mg：0.0005～0.003％，0＜Ca≤0.004％，且0.0005％≤Ca+Mg≤0.004％。相应地，本发明还公开了上述耐冲撞破裂船体结构用钢的制造方法，其包括步骤：(1)冶炼和连铸；(2)加热；(3)控制轧制；(4)空冷；(5)正火热处理：控制正火温度正火温度的单位参量为℃；控制保温时间T_h＝1.5×t，其单位参量为min，其中t表示钢板厚度，其单位参量为mm。

技术领域

本发明涉及一种钢材及其制造方法，尤其涉及一种船体结构用钢及其制造方法。

背景技术

近年来，随着我国经济的飞速发展，船舶数量也随之有了大量的增长。同样的，伴随着船舶数量的增长，通航密度也会随之越来越大，这同时也会导致船舶之间发生碰撞的可能性越来越大。

当船舶发生碰撞事故时，往往会造成船体结构破损、货物泄漏、环境污染、人员伤亡等灾难性的后果。由于碰撞时船舶具有巨大的质量和动能，其碰撞区的结构一般都迅速超越了弹性变形而进入塑性阶段并可能产生撕裂，只有当船舶碰撞动能为结构变形和周围介质运动所吸收后，碰撞过程才会停止。船体是由加筋钢板焊接而成的，板的破裂和焊缝失效在船体结构失效中起着重要的作用，它们将直接影响到结构的失效机理和能量吸收能力。

目前，现有的船体用钢在生产开发过程中，并未充分考虑钢板的耐冲撞性能，因此，现有技术中的船舶在受到撞击时并不能很好的吸收能量、抵抗舱室破损。基于此，本发明期望获得一种耐冲撞破裂船体结构用钢，其通过合理的化学成分设计，并优化生产工艺，可以使钢板在具有适宜的强度性能、优异的冲击韧性、良好的断裂止裂性能的同时具备优异的耐冲撞防破损性能。

在现有技术中，虽然已有部分研究人员针对钢板的耐冲撞性能进行了研究，但仍然存在一定的局限性。

公开号CN106086655B，公开日为2017年12月8日，名称为“一种有利于优化残余奥氏体的耐冲撞热成形马氏体钢”的中国专利文献公开了一种有利于优化残余奥氏体的耐冲撞热成形马氏体钢，其采用中碳(0.1～0.35％)、高锰(1.5～3.5％)、高铝(1.0～2.5％)成分设计，通过传统热成型工艺提升钢中残余奥氏体含量、使残余奥氏体以薄膜状分布于奥氏体晶界、板条束间，材料屈服强度大于1000MPa，抗拉强度1550MPa，屈强比不大于0.7，延伸率大于16％，强塑积大于26000MPa％。

公开号CN102286695A，公开日为2011年12月21日，名称为“一种高塑性高韧性超高强度钢板及其生产方法”的中国专利文献公开了一种高塑性高韧性超高强度钢板及其生产方法，其采用高碳(0.14～0.18％)、中锰(0.8～1.3％)成分设计，通过TMCP加调质工艺获得目标性能钢板，钢板组织为回火索氏体、片层间距细小。材料屈服强度960-1080MPa，抗拉强度1020-1150MPa，延伸率为18-25％，-40℃冲击功≥60J。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种耐冲撞破裂船体结构用钢，该钢种不仅具有优异的强韧性能，还具有优良的断裂止裂性能和耐冲撞防破损性能，其可以生产船体建造用钢板，并用于超大型船舶船体的建造，符合我国当前对船舶及海洋工程装备用钢的发展需求，具有十分广阔的应用前景。

为了实现上述目的，本发明提出了一种耐冲撞破裂船体结构用钢，其除了Fe和不可避免的杂质以外还含有质量百分含量如下的下述各化学元素：

C：0.06～0.12％，Si：0.05～0.60％，Mn：1.30-1.70％，Al：0.01～0.06％，Ti：0.005～0.012％，Mg：0.0005～0.003％，0＜Ca≤0.004％，且0.0005％≤Ca+Mg≤0.004％。