高強(qiáng)度、高性能船用厚鋼板縱觀-變截面鋼板

TMCP技術(shù)的不斷發(fā)展和合金設(shè)計(jì)技術(shù)的進(jìn)步促進(jìn)了船用鋼板的高性能化。TMCP是將控制軋制和控制冷卻組合使用的、制造優(yōu)良力學(xué)性能鋼板的生產(chǎn)工藝。

控制軋制在奧氏體再結(jié)晶區(qū)（γ）對軋材進(jìn)行軋制，使奧氏體等軸晶粒細(xì)化，然后繼續(xù)在奧氏體未再結(jié)晶區(qū)進(jìn)行軋制，在奧氏體內(nèi)導(dǎo)入變形帶，變形帶成為鐵素體（α）生核地點(diǎn)，使鐵素體細(xì)晶化。在控制軋制的基礎(chǔ)上組合使用快速冷卻，奧氏體被過冷，可以靈活獲得更微細(xì)化的鐵素體組織和貝氏體、馬氏體等高強(qiáng)度組織的混合組織。利用這種方法可以開發(fā)出具有附加高功能的高強(qiáng)度高韌性鋼。

在強(qiáng)度相同的情況下，與傳統(tǒng)的正火工藝相比，TMCP鋼的合金元素含量少，所以TMCP鋼焊接前可以省略預(yù)熱或降低預(yù)熱溫度，因此TMCP鋼的用量迅速增加。上世紀(jì)80年代，利用TMCP工藝開發(fā)、應(yīng)用高強(qiáng)度高韌性（HT）鋼的工作有了很大發(fā)展。大型油輪（O/T）和散裝貨輪（B/C）的HT化率的變化。70年代使用的是傳統(tǒng)的YP315鋼，當(dāng)時(shí)的O/T、 B/C的 HT化率只有20%。TMCP型YP315、YP355鋼的實(shí)用化，以及80年代后期的YP390鋼的開發(fā)成功，O/T、 B/C的HT化率達(dá)到70%。90年代后，提高造船效率和降低船舶生命周期成本（LCC）的要求不斷高漲，在這種情況下，推進(jìn)了應(yīng)對這些要求的HT鋼的開發(fā)。進(jìn)入2000年以來，大型集裝箱運(yùn)輸船的出現(xiàn)，促進(jìn)了厚規(guī)格鋼材的應(yīng)用。由于船體輕量化的要求，開發(fā)出YP460鋼。

本文以造船用HT鋼開發(fā)為例，對提高造船效率、降低LCC和應(yīng)對船舶大型化要求的船用厚鋼板開發(fā)情況進(jìn)行簡要介紹。

散裝貨輪的倉隔板承受的應(yīng)力自上而下越來越大，所以船底部位倉隔板的厚度要大于上甲板部位倉隔板的厚度。過去的倉隔板制造方法是，將厚度不同的鋼板焊接起來制作成板厚不同的一個(gè)倉隔板部件。如果使一張鋼板具有不同厚度，則可以沒有焊接接頭，從而節(jié)省大量的制造工時(shí)。變截面鋼板就是應(yīng)對這種需求開發(fā)出的鋼板。在變截面鋼板軋制過程中，軋輥縫隙連續(xù)變化，所以生產(chǎn)效率高，并且可以軋制出許多形狀和厚度差的變截面鋼板，圖4是變截面鋼板的應(yīng)用示例。近來，不僅可以制造厚度在單一方向變化的變截面鋼板，還可以制造中間厚兩端薄的凸形鋼板。變截面鋼板已經(jīng)有用于上甲板、船底板的實(shí)例。此外，還可以制造一張鋼板有3個(gè)厚度變化的變截面鋼板，擴(kuò)大了變截面鋼板的應(yīng)用范圍，對提高建造效率會(huì)起到很大作用。

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