遼寧省科技重大專項(xiàng)“高效焊接用厚鋼板的關(guān)鍵技術(shù)研究及產(chǎn)業(yè)化”項(xiàng)目順利完成結(jié)題驗(yàn)收

　　本次結(jié)題驗(yàn)收評(píng)審會(huì)由遼寧省科技廳組織，驗(yàn)收評(píng)審組首先對(duì)項(xiàng)目實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行了實(shí)地考察，隨后聽取了由營(yíng)口中板趙和明副總經(jīng)理代表項(xiàng)目組進(jìn)行結(jié)題匯報(bào)，審閱了項(xiàng)目工作總結(jié)報(bào)告、技術(shù)報(bào)告、財(cái)務(wù)報(bào)告等材料，同時(shí)專家評(píng)委針對(duì)重點(diǎn)事項(xiàng)進(jìn)行了質(zhì)詢并與相關(guān)人員進(jìn)行了討論交流。最終，專家評(píng)委一致認(rèn)為本項(xiàng)目完成了合同任務(wù)書規(guī)定的內(nèi)容，同意通過(guò)結(jié)題驗(yàn)收。

　　項(xiàng)目是2019年度遼寧省科技廳重點(diǎn)支持和推動(dòng)的新材料類創(chuàng)新研發(fā)項(xiàng)目之一，由日鋼營(yíng)口中板有限公司牽頭實(shí)施。項(xiàng)目主要針對(duì)大線能量焊接用鋼前期存在的4個(gè)主要問(wèn)題進(jìn)行攻關(guān)：

　　1）現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法滿足超大線能量焊接要求，焊接輸入能量偏低，普遍在200KJ/cm以下，焊接效率受限，無(wú)法完全替代進(jìn)口；

　　2）現(xiàn)有大線能量焊接鋼板局限于屈服強(qiáng)度490MPa級(jí)別及以下鋼種，且無(wú)法穩(wěn)定滿足-40℃低溫韌性要求；

　　3）現(xiàn)有滿足大線能量焊接鋼板，熱輸入超過(guò)150KJ/cm后，其厚度規(guī)格基本≤60mm，適應(yīng)更大焊接熱輸入的特厚鋼板未形成工業(yè)化能力；

　　4）尚未形成配套焊材商品化能力，嚴(yán)重限制下游用戶的普遍應(yīng)用。項(xiàng)目目標(biāo)是開發(fā)出焊接熱輸入≥400KJ/cm、屈服強(qiáng)度在355~690MPa的各強(qiáng)度級(jí)別超大線能量焊接用特厚鋼板及配套焊接材料，并實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。

　　通過(guò)兩年多的工作，項(xiàng)目組先后開展了包括475mm特厚鑄坯均質(zhì)化的冶煉連鑄技術(shù)、氧化物/基體的晶體結(jié)構(gòu)與界面特征分析技術(shù)、抑制奧氏體晶體長(zhǎng)大及促進(jìn)晶內(nèi)針狀鐵素體形核技術(shù)、新一代TMCP和調(diào)質(zhì)熱處理技術(shù)、厚鋼板力學(xué)性能均勻化控制技術(shù)、HAZ組織定量調(diào)控模型、專用配套焊材設(shè)計(jì)、焊接方法以及工藝設(shè)計(jì)等研究及攻關(guān)工作，結(jié)合開發(fā)的氮氧化物和氧化物冶金技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了120mm厚度正火AH36、60mm厚度TMCP交貨EH36、60mm厚度TMCP交貨Q500MC、60mm厚度調(diào)質(zhì)交貨Q550C和Q690C等超大焊接線能量用鋼的開發(fā)，并完成了配套焊材的國(guó)產(chǎn)化。開發(fā)的系列高效焊接特厚鋼板在大連船舶重工、中船725研究所、鋼鐵研究總院等單位進(jìn)行大線能量焊接應(yīng)用評(píng)價(jià)，均獲得優(yōu)異實(shí)焊效果。實(shí)物鋼板實(shí)現(xiàn)了訂單生產(chǎn)，并在工程應(yīng)用中也獲用戶好評(píng)。

　　開發(fā)的正火態(tài)AH36鋼板，最大厚度120mm，采用氧化物+氮化物復(fù)合控制技術(shù)冶煉，450mm特厚連鑄板坯熱軋后正火，雙絲氣電立+埋弧對(duì)接焊，氣電立焊接厚度75~85mm，焊接線能量超過(guò)700KJ/cm，母材及焊接接頭性能等各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)穩(wěn)定達(dá)到船級(jí)社標(biāo)準(zhǔn)要求。

　　開發(fā)的TMCP態(tài)DH36鋼板，最大厚度80mm，采用氮化物控制技術(shù)，475mm特厚連鑄板坯，控軋后以超快冷設(shè)備在線冷卻，雙絲氣電立對(duì)接焊一道成形，焊接線能量最大680KJ/cm，母材及焊接接頭性能等各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)穩(wěn)定達(dá)到船級(jí)社標(biāo)準(zhǔn)要求。

　　開發(fā)的TMCP態(tài)EH36鋼板，最大厚度60mm，采用超低碳+氮氧化物復(fù)合控制技術(shù)，250mm連鑄板坯，控軋后以超快冷設(shè)備在線冷卻，雙絲氣電立對(duì)接焊一道成形，焊接線能量超過(guò)400KJ/cm，母材及焊接接頭性能等各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)穩(wěn)定達(dá)到船級(jí)社標(biāo)準(zhǔn)要求。

　　開發(fā)的TMCP態(tài)Q500MC鋼板，最大厚度60mm，采用超低碳+氮氧化物復(fù)合控制技術(shù)，250mm連鑄板坯，控軋后以超快冷設(shè)備在線冷卻，雙絲氣電立對(duì)接焊一道成形，焊接線能量超過(guò)450KJ/cm，母材及焊接接頭性能等各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)穩(wěn)定達(dá)到GB/T1591鋼板標(biāo)準(zhǔn)要求。

　　開發(fā)的調(diào)質(zhì)態(tài)Q550C鋼板，最大厚度60mm，采用超低碳+氮氧化物復(fù)合控制技術(shù)，250mm連鑄板坯，熱軋后以在線超快冷設(shè)備DQ處理，離線520~620℃回火，40mm鋼板氣電立對(duì)接焊一道成形，60mm鋼板EGW+SAW對(duì)接焊，最大線能量270KJ/cm，母材及焊接接頭性能等各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)穩(wěn)定達(dá)到GB/T16270鋼板標(biāo)準(zhǔn)要求。

　　開發(fā)的調(diào)質(zhì)態(tài)Q690C鋼板，最大厚度60mm，采用超低碳+Cu\Ni合金化+氮氧化物復(fù)合控制技術(shù)，250mm連鑄板坯，熱軋后調(diào)質(zhì)處理，40mm鋼板氣電立對(duì)接焊一道成形，60mm鋼板雙絲SAW對(duì)接焊，最大線能量超過(guò)200KJ/cm，母材及焊接接頭性能等各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)穩(wěn)定達(dá)到GB/T16270鋼板標(biāo)準(zhǔn)要求。

　　開發(fā)了345-690MPa級(jí)高效焊接用鋼板的配套氣電立焊藥芯焊絲，所開發(fā)的焊絲均采用超低碳Ni-Mo-Ti-B低Si合金匹配微渣量控制設(shè)計(jì)，其中配套345-500MPa級(jí)鋼板實(shí)際制造的單絲和雙絲EGW焊絲，在最大焊接線能量不低于400KJ/cm下，能夠滿足與所研發(fā)的EH36級(jí)鋼板的性能匹配要求；在最大焊接線能量不低于600KJ/cm下能夠滿足與所研發(fā)的EH36、AH36性能相匹配的要求。配套550-690MPa級(jí)鋼板實(shí)際制造的焊絲，在最大焊接線能量不低于200KJ/cm下，能夠滿足與所研發(fā)的Q550C、Q690C性能相匹配的要求。

　　項(xiàng)目執(zhí)行期間，項(xiàng)目組共申報(bào)各類專利12項(xiàng)，獲得授權(quán)發(fā)明專利5項(xiàng)，獲得授權(quán)實(shí)用新型專利3項(xiàng)；撰寫并發(fā)表論文16篇，其中EI檢索收錄1篇，SCI檢索收錄14篇；發(fā)布企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)2項(xiàng)。在科技成果方面，完成鋼板制程新工藝開發(fā)3項(xiàng)，累計(jì)開發(fā)新產(chǎn)品9項(xiàng)，其中重點(diǎn)技術(shù)突破包括如下５方面：

　　1）在電磁攪拌和重壓下適配技術(shù)基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了328~475mm特厚鑄坯斷面均質(zhì)化，采用Ti-Mg-Ca分步脫氧控制的氮-氧化物冶金控制技術(shù)，以VN沉淀強(qiáng)化補(bǔ)充強(qiáng)度，有效控制了鋼中夾雜物及第二相結(jié)構(gòu)、分布和尺寸，誘導(dǎo)焊接CGHAZ區(qū)IGF相變，實(shí)現(xiàn)了最大厚度120mm的高效焊接用特厚正火AH36鋼板的生產(chǎn)，焊接最高熱輸入達(dá)到727KJ/cm，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白；

　　2）在控制N含量及Ti/N目標(biāo)值的基礎(chǔ)上，采用超低碳、添加Cu\Ni、限制Nb含量、V微合金化，以納米尺度氮化物阻礙焊接CGHAZ區(qū)過(guò)熱奧氏體的粗化行為，并以TiN-VN分段析出誘導(dǎo)AF相變，實(shí)現(xiàn)了最大厚度80mm的TMCP狀態(tài)高效焊接用DH36鋼板的生產(chǎn)，焊接最高熱輸入達(dá)到650KJ/cm以上，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白；

　　3）在控制以Si-Ti-Mg脫氧前提下，精準(zhǔn)控制B、N含量，采用超低碳-Mn-Ni-Cu-V成分體系，以0.5~5微米尺度的有序結(jié)構(gòu)的復(fù)合夾雜物作為焊接CGHAZ區(qū)IGF相變核心，實(shí)現(xiàn)了大熱輸入焊接CGHAZ 區(qū)IGF的高比例化，實(shí)現(xiàn)了最大厚度60mm的TMCP高效焊接用EH36鋼板生產(chǎn)，焊接最高熱輸入達(dá)到420KJ/cm以上，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白；

　　4）在Si-Ti-Mg脫氧前提下，精準(zhǔn)控制B含量，并采用超低碳-Mn-Ni-Cu-Mo-Cr-V成分體系，提高Ni、Cu含量，以ε-Cu沉淀彌補(bǔ)強(qiáng)度，以0.5~5微米尺度的有序結(jié)構(gòu)的復(fù)合夾雜物作為焊接CGHAZ區(qū)誘導(dǎo)針狀貝氏體相變核心，實(shí)現(xiàn)了最大厚度60mm的高效焊接用Q550~690級(jí)調(diào)質(zhì)鋼板的生產(chǎn)，焊接最高熱輸入達(dá)到200KJ/cm以上，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白；

　　5）以超低碳含量為基礎(chǔ)，控制熔覆金屬中Si-Al含量，并根據(jù)強(qiáng)韌性級(jí)別調(diào)控Ni、Mo、Cr、Cu含量，以TiOx和B元素控制熔覆金屬相變組織類型和形態(tài)，控制渣比例3%~5%，合理控制渣組成，成功制備了匹配目標(biāo)鋼種的高效焊接用EGW藥芯焊絲系列產(chǎn)品，為高效焊接焊材的國(guó)產(chǎn)化奠定了基礎(chǔ)。

　　本項(xiàng)目的順利驗(yàn)收，既是廣大項(xiàng)目參研人員辛勤努力的結(jié)果，也是近年來(lái)營(yíng)口中板大力實(shí)施“科研創(chuàng)新推動(dòng)發(fā)展”戰(zhàn)略成果的集中體現(xiàn)。標(biāo)志著營(yíng)口中板在相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了重大突破，不僅提升了高端產(chǎn)品的研發(fā)水平和創(chuàng)新能力建設(shè)，改變了大線能量焊接用鋼技術(shù)落后局面，有助于企業(yè)拓寬現(xiàn)有品種與規(guī)格，促進(jìn)產(chǎn)品升級(jí)換代，而且也大幅降低了特厚鋼板的焊接工時(shí)，將在船舶、高層建筑、大型石油儲(chǔ)罐等大型裝備建造中顯著提高焊接效率和焊接質(zhì)量，促進(jìn)制造企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。（曲之國(guó)）