船(chuan)(chuan)體結(jie)(jie)構用鋼(gang)，是指按照船(chuan)(chuan)級(ji)社(she)建造規范要(yao)求生產的(de)(de)(de)用于制(zhi)造船(chuan)(chuan)體結(jie)(jie)構的(de)(de)(de)鋼(gang)材(cai)，一(yi)般包括船(chuan)(chuan)板、型鋼(gang)等。船(chuan)(chuan)體結(jie)(jie)構用鋼(gang)要(yao)具有較高(gao)的(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)度，較好(hao)的(de)(de)(de)韌(ren)性(xing)，以(yi)及工藝(yi)的(de)(de)(de)適(shi)應性(xing)和(he)抗(kang)海水腐(fu)蝕的(de)(de)(de)能(neng)力。早(zao)期的(de)(de)(de)船(chuan)(chuan)板多(duo)用碳(tan)(tan)素鋼(gang)，通過碳(tan)(tan)含量的(de)(de)(de)增加來提高(gao)強(qiang)(qiang)度，20世(shi)紀(ji)50年代后(hou)使用調質處理的(de)(de)(de)鎳鉻鉬系(xi)合金(jin)元素為主的(de)(de)(de)550MPa級(ji)的(de)(de)(de)HY-80鋼(gang)，后(hou)又研制(zhi)成(cheng)功了660MPa級(ji)的(de)(de)(de)HY-100鋼(gang)。20世(shi)紀(ji)80年代后(hou)美國(guo)提出(chu)(chu)了HSLA(high strength low alloys)艦船(chuan)(chuan)用鋼(gang)的(de)(de)(de)發展計劃。首先(xian)開發出(chu)(chu)HSLA-80，后(hou)又開發出(chu)(chu)一(yi)種(zhong)超低碳(tan)(tan)高(gao)強(qiang)(qiang)度的(de)(de)(de)HSLA-100。當今船(chuan)(chuan)板鋼(gang)生產廠家(jia)多(duo)采用化學成(cheng)分“低碳(tan)(tan)、高(gao)錳、微合金(jin)化”的(de)(de)(de)設計思路。
低碳低合(he)(he)金(jin)鋼(gang)不但具(ju)有(you)(you)較高的強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)，同(tong)時又具(ju)有(you)(you)較低的沖擊轉變溫度(du)(du)(du)、優(you)(you)良的焊接性能(neng)，而且這些優(you)(you)良的綜合(he)(he)力(li)學(xue)性能(neng)在(zai)控軋(ya)(ya)狀態下(xia)即可獲得。控軋(ya)(ya)控冷工藝具(ju)有(you)(you)節約能(neng)耗、簡化生產工序、提(ti)高鋼(gang)材(cai)綜合(he)(he)力(li)學(xue)性能(neng)等優(you)(you)點，所以(yi)國內(nei)外生產高強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)船體結(jie)構(gou)用(yong)鋼(gang)板均采(cai)用(yong)TMCP(熱(re)機械軋(ya)(ya)制)工藝。
目前國內船用鋼板60%以上的品種為A、B級別，高強度鋼從AH32到FH40都有應用，但是比例最(zui)大的(de)還是AH級別。鞍鋼開(kai)發出(chu)了(le)FH550、EH550和(he)超(chao)高(gao)強度船板AH690。FH550是一(yi)種(zhong)超(chao)高(gao)強度船板用鋼，為低碳(tan)貝氏體鋼，室溫組織為針狀鐵素(su)體。本文主要(yao)對FH550船板鋼進行了(le)軋制(zhi)(zhi)試驗(yan)，為確定合理的(de)控制(zhi)(zhi)軋制(zhi)(zhi)和(he)控制(zhi)(zhi)冷卻制(zhi)(zhi)度奠定基礎(chu)，重點考慮TMCP工藝和(he)回火制(zhi)(zhi)度對該鋼種(zhong)組織和(he)力學(xue)性(xing)能的(de)影響(xiang)。
FH550船板(ban)(ban)鋼(gang)的(de)(de)成(cheng)(cheng)分(fen)(fen)和軋(ya)(ya)制工藝參數見表1。采用TMCP生產工藝，板(ban)(ban)坯(pi)厚(hou)80mm，成(cheng)(cheng)品厚(hou)16mm，中間坯(pi)厚(hou)45mm。根據軋(ya)(ya)機能力(li)(li)(li)(li)、加(jia)熱(re)能力(li)(li)(li)(li)及冷卻(que)能力(li)(li)(li)(li)，設定加(jia)熱(re)溫(wen)(wen)度(du)(du)1200℃。將鋼(gang)板(ban)(ban)的(de)(de)軋(ya)(ya)制分(fen)(fen)為兩(liang)個(ge)階段(duan)進(jin)(jin)行，前(qian)三道(dao)次為高(gao)溫(wen)(wen)階段(duan)軋(ya)(ya)制，保持在1120℃以上，目的(de)(de)是通(tong)過(guo)(guo)軋(ya)(ya)制道(dao)次間的(de)(de)反復再結(jie)晶充(chong)分(fen)(fen)細化奧氏體組(zu)織。后五道(dao)次為低溫(wen)(wen)階段(duan)軋(ya)(ya)制，軋(ya)(ya)制溫(wen)(wen)度(du)(du)在880℃以下(xia)，目的(de)(de)是通(tong)過(guo)(guo)未再結(jie)晶區內的(de)(de)變形(xing)，使相變的(de)(de)形(xing)核位(wei)置(zhi)增(zeng)加(jia)。控制不(bu)同的(de)(de)終軋(ya)(ya)溫(wen)(wen)度(du)(du)，軋(ya)(ya)后冷卻(que)到502℃。對(dui)熱(re)軋(ya)(ya)后的(de)(de)鋼(gang)板(ban)(ban)進(jin)(jin)行力(li)(li)(li)(li)學(xue)性能測(ce)試(shi)、顯微組(zu)織觀察和斷(duan)口分(fen)(fen)析，然后在鋼(gang)板(ban)(ban)的(de)(de)不(bu)同位(wei)置(zhi)取6個(ge)樣(yang)品分(fen)(fen)別加(jia)熱(re)到400、450、500、550、600和650℃進(jin)(jin)行回火處(chu)理，對(dui)處(chu)理后的(de)(de)樣(yang)品分(fen)(fen)別進(jin)(jin)行硬度(du)(du)測(ce)試(shi)、組(zu)織觀察和力(li)(li)(li)(li)學(xue)性能測(ce)試(shi)。
FH550級(ji)船(chuan)板鋼軋制后屈服強(qiang)度(du)(du)(du)(du)為(wei)580～590MPa，伸長(chang)率為(wei)22%～24%，強(qiang)度(du)(du)(du)(du)和塑(su)性都達到(dao)了船(chuan)級(ji)社的要(yao)求。FH550級(ji)船(chuan)板鋼的軋態組(zu)織主(zhu)要(yao)為(wei)針狀鐵(tie)素體(ti)(ti)(ti)和少量(liang)粒(li)狀貝氏體(ti)(ti)(ti)，鋼板1/2寬度(du)(du)(du)(du)處(chu)有少量(liang)的珠光體(ti)(ti)(ti)。在回(hui)火(huo)過程中(zhong)隨著溫(wen)度(du)(du)(du)(du)的升高，位錯密度(du)(du)(du)(du)降低(di)，晶粒(li)尺(chi)寸變(bian)大。兩階(jie)段軋制后，FH550鋼板1/4寬度(du)(du)(du)(du)處(chu)的低(di)溫(wen)韌(ren)(ren)性較(jiao)好，韌(ren)(ren)脆轉變(bian)溫(wen)度(du)(du)(du)(du)較(jiao)低(di)，組(zu)織主(zhu)要(yao)為(wei)針狀鐵(tie)素體(ti)(ti)(ti)，沖擊斷(duan)口為(wei)韌(ren)(ren)性斷(duan)口；鋼板1/2寬度(du)(du)(du)(du)處(chu)的低(di)溫(wen)韌(ren)(ren)性較(jiao)差(cha)，組(zu)織主(zhu)要(yao)為(wei)針狀鐵(tie)素體(ti)(ti)(ti)和珠光體(ti)(ti)(ti)，沖擊斷(duan)口為(wei)解理斷(duan)口。
回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)(huo)后(hou)FH550級船板鋼性能明顯發生變化，隨回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)(huo)溫(wen)度(du)(du)(du)的(de)升(sheng)高(gao)，鋼的(de)硬度(du)(du)(du)先(xian)降(jiang)低(di)后(hou)升(sheng)高(gao)，600℃回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)(huo)時(shi)得到最高(gao)的(de)硬度(du)(du)(du)和屈服強度(du)(du)(du)，600℃以上回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)(huo)時(shi)，鋼的(de)硬度(du)(du)(du)和屈服強度(du)(du)(du)均有所(suo)下降(jiang)。回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)(huo)后(hou)鋼的(de)沖擊韌度(du)(du)(du)與軋態相比有所(suo)下降(jiang)。故在(zai)550～600℃回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)(huo)，可以獲得良(liang)好的(de)綜合性能。