高强度、高性能船用厚钢板纵观-YP460钢、高止裂性钢

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TMCP技术的不断发展和合金设计技术的进步促进了船用钢板的高性能化。TMCP是将控制轧制和控制冷却组合使用的、制造优良力学性能钢板的生产工艺。控制轧制在奥氏体再结晶区（γ）对轧材进行轧制…

TMCP技术的不断发展和合金设计技术的进步促进了船用钢板的高性能化。TMCP是将控制轧制和控制冷却组合使用的、制造优良力学性能钢板的生产工艺。

控制轧制在奥氏体再结晶区（γ）对轧材进行轧制，使奥氏体等轴晶粒细化，然后继续在奥氏体未再结晶区进行轧制，在奥氏体内导入变形带，变形带成为铁素体（α）生核地点，使铁素体细晶化。在控制轧制的基础上组合使用快速冷却，奥氏体被过冷，可以灵活获得更微细化的铁素体组织和贝氏体、马氏体等高强度组织的混合组织。利用这种方法可以开发出具有附加高功能的高强度高韧性钢。

　　在强度相同的情况下，与传统的正火工艺相比，TMCP钢的合金元素含量少，所以TMCP钢焊接前可以省略预热或降低预热温度，因此TMCP钢的用量迅速增加。上世纪80年代，利用TMCP工艺开发、应用高强度高韧性（HT）钢的工作有了很大发展。大型油轮（O/T）和散装货轮（B/C）的HT化率的变化。70年代使用的是传统的YP315钢，当时的O/T、 B/C的 HT化率只有20%。TMCP型YP315、YP355钢的实用化，以及80年代后期的YP390钢的开发成功，O/T、 B/C的HT化率达到70%。90年代后，提高造船效率和降低船舶生命周期成本（LCC）的要求不断高涨，在这种情况下，推进了应对这些要求的HT钢的开发。进入2000年以来，大型集装箱运输船的出现，促进了厚规格钢材的应用。由于船体轻量化的要求，开发出YP460钢。

本文以造船用HT钢开发为例，对提高造船效率、降低LCC和应对船舶大型化要求的船用厚钢板开发情况进行简要介绍。

集装箱船用YP460钢

　　为提高集装箱船装卸效率，集装箱船上甲板是大开口结构，航行中产生的弯曲力矩对船舶上弦部位的仓口围板和加强甲板产生很大的应力。为提高船体的刚度，上述部位采用了大厚度高强度钢板。近年来，随着海上运输的活跃化，集装箱船不断向大型化方向发展。使用的YP390钢板的厚度已经超过80mm。船体重量增加，导致焊接效率下降。为了实现船体轻量化，提高焊接效率。开发出船用YP490钢。YP490是日本率先开发出的钢材。YP490钢板是充分利用TMCP技术、并为提高焊接性具有低Pcm的高强度、高韧性钢板。使用YP460并采用提高大线能量焊接HAZ韧性技术，提高了造船效率和船舶的安全性。

高止裂性钢

　　集装箱船大型化促进了高强度特厚钢板在集装箱船上的应用。于是，厚钢板的抑制脆性裂纹传播性（止裂性）受到人们的关注。研究确认，厚度小于40mm的钢板，焊接区产生的脆性裂纹，在焊接残余应力的作用下，向母材一侧传播并停止于母材。但有研究报告指出，对于厚度大于50mm的特厚钢板来说，焊接脆性裂纹不向母材一侧传播，而是在焊接熔合线内传播。这就意味着，使用特厚钢板时，一旦产生脆性裂纹，最坏的情况是船体断裂、沉没。日本海事协会和国内造船公司、钢铁公司以及相关单位组成的研究机构开展了关于高强度特厚钢板止裂性研究。研究结果表明，为使特厚钢板具有止裂性，钢板的脆性裂纹传播停止韧性（Kca）应大于6000N/mm2/3，并发布了脆性断裂止裂性设计指南。与此同时，进行了高止裂性特厚钢板的开发。在高止裂性特厚钢板轧制中，对钢板内部温度进行严格控制，使钢板组织微细化，并且使轧制织构组织和相变织构组织最佳化，成功制造出YP460及以下级别的高止裂性钢板。高止裂性钢板的高韧性和织构组织最佳控制，使特厚钢板具有优良的止裂性。

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