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在結(jié)晶方位無序的情特厚鋼板零割況下

　　隨著通過控軋控冷進(jìn)行組織控制的TMCP技術(shù)的發(fā)展，在造船領(lǐng)域開發(fā)了焊接性能良好的高強鋼板并實現(xiàn)了實用化。近年，船舶的使用環(huán)境變得更加惡劣，從提高船身安全性角度出發(fā)，要求開發(fā)耐損傷性良好的高性能鋼板。本文介紹了日本近期開發(fā)并投入實際應(yīng)用的用于超大型集裝箱船和氣體運輸船的高性能鋼板。

　　近年來，隨著海上運輸?shù)陌l(fā)展，船舶不斷向大型化發(fā)展。特別是集裝箱船的大型化更為顯著，近，已經(jīng)建造了20000TEU（TEU：20英尺集裝箱裝載數(shù)量）等級的超大型船。從防止大型集裝箱船的脆性破壞的觀點出發(fā)，使用YP460鋼的船體，在實施對接移位等的結(jié)構(gòu)對策的同時，在船側(cè)上弦部的艙口側(cè)和上甲板使用韌性值（Kca值）為6000 N/mm3/2以上具有出色的脆性裂紋擴(kuò)展停止性能（止裂性能）的鋼材，應(yīng)用這種設(shè)計是國際船級協(xié)會聯(lián)合規(guī)定必須完成的義務(wù)。

　　一直以來，提高Kca值主要依靠晶粒細(xì)化，但板厚超過80mm的超厚鋼板難以得到細(xì)粒組織，很難滿足所要求的止裂性能。在結(jié)晶結(jié)構(gòu)為bcc的情況下，脆性裂紋在解理面（100）面擴(kuò)展。在結(jié)晶方位無序的情況下，發(fā)生的脆性裂紋沿垂直于主應(yīng)力的方向擴(kuò)展。開發(fā)鋼通過控制極厚鋼板的板厚中央部位的織構(gòu)，使脆性裂紋向與主應(yīng)力方向成45度方向分歧發(fā)展，從而提高Kca值�？棙�(gòu)控制是通過鋼材成分優(yōu)化和TMCP優(yōu)化控制軋制織構(gòu)和相變織構(gòu)而實施的。YP460鋼達(dá)到了板厚100mm、船體設(shè)計溫度-10℃條件下超過11000N/mm3/2的高Kca值。該鋼種目前已經(jīng)被應(yīng)用于國內(nèi)外大量超大型集裝箱船建造。

　　開發(fā)并投入實際應(yīng)用了面向寒冷地區(qū)航行的氣體運輸船的低溫標(biāo)準(zhǔn)船體結(jié)構(gòu)用鋼（F級鋼：母材韌性 -60℃標(biāo)準(zhǔn)）。能飛躍性提高建造效率的大線能量焊接一般應(yīng)用于YP335F級鋼以下的強度等級，未能應(yīng)用于YP390F級鋼。其主要原因是以同一成分的鋼板難以實現(xiàn)提高焊接熱影響部位（HAZ）的低溫韌性和通過抑制HAZ軟化確保接頭強度二者的統(tǒng)一。為了解決這一難題，不僅通過合理利用TiN使HAZ粗粒區(qū)域極小化，采取使晶粒內(nèi)組織細(xì)化的B、Ca利用技術(shù)，還通過優(yōu)化Si等合金元素添加量進(jìn)行硬質(zhì)第二相MA的分散控制。換而言之，在HAZ粗晶區(qū)域抑制導(dǎo)致韌性下降的MA生成，而使之在HAZ軟化區(qū)域積極分散實施強化。應(yīng)用本技術(shù)成功開發(fā)了大線F級鋼，并被應(yīng)用于寒冷地區(qū)的LNG（液化天然氣）運輸船。

　　運輸LNG、LPG（液化石油氣）的氣體運輸船及原油油輪如果觸礁或受到撞擊，會由于裝載物外泄造成環(huán)境污染的問題，為此，往往采用雙重船殼等方法從船體結(jié)構(gòu)層面上加以應(yīng)對。另外，還可以通過使用提高了變形性能的鋼板提高撞擊時能量吸收能的方法來提高安全性。因此，在厚板軋制時追求在線優(yōu)化雙相組織，開發(fā)了延展性大大超過傳統(tǒng)鋼的高延展性鋼板。本開發(fā)鋼已成功應(yīng)用于LPG運輸船，今后預(yù)計將進(jìn)一步擴(kuò)大應(yīng)用。

　　為了應(yīng)對造船業(yè)界的需求，開發(fā)了利用TMCP技術(shù)的各種高性能鋼板。這些開發(fā)鋼有利于提高商船的安全性，今后有望進(jìn)一步擴(kuò)大應(yīng)用。
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