辽(liao)宁(ning)省科(ke)技重(zhong)大专项(xiang)“高效(xiao)焊接(jie)用厚钢板的(de)关键技术研(yan)究(jiu)及产(chan)业(ye)化”项(xiang)目(mu)顺(shun)利(li)完成结(jie)题(ti)验收(shou)
作(zuo)者(zhe):admin 发(fa)布日期:2022/7/19 13:11:34
7月13日,由辽宁省财(cai)政资助1000万(wan)元(yuan)的辽宁(ning)省(sheng)科(ke)技(ji)重大专项“高(gao)效焊接用厚钢(gang)板(ban)的(de)关键技(ji)术(shu)研究及(ji)产(chan)业化(hua)”项(xiang)目(mu)结题验(yan)收(shou)评审会在日(ri)钢营(ying)口(kou)中(zhong)板(ban)有(you)限公司隆(long)重(zhong)举(ju)行(xing)。来(lai)自(zi)辽(liao)宁省(sheng)科技厅(ting)、营口市科技局、老(lao)边(bian)区科(ke)技局(ju)相关(guan)领导以及来自(zi)省(sheng)内(nei)高校、科研(yan)院(yuan)所(suo)等单位的7名(ming)专(zhuan)家(jia)评委参(can)与(yu)此次(ci)评(ping)审(shen)。日(ri)钢营口中(zhong)板(ban)有限公(gong)司、东北大(da)学(xue)、辽宁(ning)科技(ji)大(da)学(xue)、大连(lian)船(chuan)舶重(zhong)工(gong)集(ji)团等单(dan)位(wei)的(de)项(xiang)目(mu)参(can)研人(ren)员共20余(yu)人参(can)加(jia)了此次评审(shen)答(da)辩(bian)。
本次(ci)结题验(yan)收(shou)评(ping)审会由(you)辽(liao)宁(ning)省科(ke)技厅(ting)组(zu)织(zhi),验(yan)收(shou)评审组(zu)首(shou)先(xian)对项(xiang)目(mu)实(shi)施(shi)现场(chang)情(qing)况(kuang)进行(xing)了实(shi)地(di)考察(cha),随后听取了(le)由(you)营(ying)口中板赵(zhao)和明(ming)副总经(jing)理(li)代表项(xiang)目(mu)组(zu)进行(xing)结题(ti)汇(hui)报,审阅(yue)了(le)项(xiang)目(mu)工(gong)作(zuo)总(zong)结报告(gao)、技术(shu)报(bao)告(gao)、财(cai)务(wu)报告(gao)等材料(liao),同(tong)时专家(jia)评委(wei)针对(dui)重(zhong)点(dian)事(shi)项进(jin)行了质(zhi)询并(bing)与(yu)相关(guan)人(ren)员进行(xing)了讨(tao)论交(jiao)流(liu)。最终,专(zhuan)家评(ping)委一(yi)致(zhi)认为(wei)本(ben)项目(mu)完成(cheng)了(le)合(he)同(tong)任务书规(gui)定的(de)内容(rong),同意通过(guo)结(jie)题(ti)验收(shou)。
项(xiang)目(mu)是2019年(nian)度辽(liao)宁(ning)省(sheng)科(ke)技厅(ting)重点(dian)支持(chi)和(he)推(tui)动的新(xin)材(cai)料(liao)类(lei)创新(xin)研(yan)发(fa)项(xiang)目(mu)之一(yi),由(you)日钢(gang)营口中(zhong)板(ban)有(you)限(xian)公司(si)牵(qian)头(tou)实(shi)施(shi)。项(xiang)目主要针对大(da)线能量焊接(jie)用钢(gang)前期(qi)存(cun)在(zai)的4个主要问(wen)题(ti)进行攻(gong)关:
1)现有(you)技(ji)术(shu)无法满足(zu)超(chao)大线能量焊接(jie)要求,焊接输(shu)入能(neng)量(liang)偏低,普遍在200KJ/cm以(yi)下(xia),焊(han)接(jie)效(xiao)率(lv)受限,无(wu)法完(wan)全(quan)替(ti)代(dai)进(jin)口;
2)现有大线能(neng)量(liang)焊接钢(gang)板(ban)局限(xian)于(yu)屈服强度490MPa级别及(ji)以(yi)下(xia)钢种(zhong),且(qie)无(wu)法稳定(ding)满足-40℃低温(wen)韧性要求(qiu);
3)现(xian)有满(man)足(zu)大线能量焊(han)接钢(gang)板(ban),热输入超(chao)过150KJ/cm后,其厚度规格(ge)基(ji)本≤60mm,适(shi)应(ying)更大焊接热输(shu)入的特厚钢(gang)板(ban)未形(xing)成(cheng)工业(ye)化能力(li);
4)尚未形(xing)成配(pei)套焊(han)材(cai)商(shang)品化能(neng)力,严(yan)重(zhong)限(xian)制(zhi)下游(you)用(yong)户的(de)普(pu)遍应用(yong)。项(xiang)目目标(biao)是(shi)开(kai)发出(chu)焊(han)接热(re)输入(ru)≥400KJ/cm、屈(qu)服强(qiang)度在355~690MPa的(de)各强(qiang)度(du)级别超大线能量(liang)焊接用(yong)特(te)厚钢板(ban)及配套(tao)焊(han)接(jie)材料(liao),并实现工(gong)业化应用。
通过(guo)两(liang)年多(duo)的(de)工作,项(xiang)目(mu)组先后开展(zhan)了包(bao)括475mm特(te)厚铸(zhu)坯均(jun)质化(hua)的(de)冶炼(lian)连(lian)铸技(ji)术、氧(yang)化(hua)物/基(ji)体(ti)的(de)晶(jing)体结构与(yu)界(jie)面特征分析技术、抑(yi)制(zhi)奥氏体(ti)晶体(ti)长大(da)及促进(jin)晶内针(zhen)状铁(tie)素(su)体(ti)形核技术、新(xin)一(yi)代TMCP和(he)调(diao)质热(re)处(chu)理(li)技术(shu)、厚钢(gang)板力学(xue)性(xing)能均(jun)匀(yun)化(hua)控(kong)制(zhi)技术(shu)、HAZ组织定量调(diao)控模(mo)型(xing)、专(zhuan)用(yong)配套(tao)焊(han)材(cai)设计(ji)、焊接(jie)方法以(yi)及(ji)工艺设计(ji)等研(yan)究(jiu)及(ji)攻(gong)关工(gong)作,结合开发的氮(dan)氧(yang)化(hua)物(wu)和氧化(hua)物(wu)冶(ye)金技(ji)术(shu),实(shi)现(xian)了120mm厚(hou)度正火AH36、60mm厚(hou)度(du)TMCP交(jiao)货(huo)EH36、60mm厚度TMCP交货Q500MC、60mm厚度(du)调(diao)质交(jiao)货(huo)Q550C和(he)Q690C等(deng)超(chao)大焊(han)接线(xian)能量(liang)用(yong)钢(gang)的(de)开发,并(bing)完(wan)成(cheng)了(le)配(pei)套(tao)焊(han)材的(de)国(guo)产(chan)化。开发(fa)的系列(lie)高(gao)效焊接特(te)厚(hou)钢板(ban)在大连(lian)船舶(bo)重(zhong)工(gong)、中(zhong)船(chuan)725研(yan)究(jiu)所(suo)、钢(gang)铁(tie)研究总院等单(dan)位(wei)进(jin)行大线(xian)能(neng)量焊接(jie)应(ying)用(yong)评(ping)价(jia),均(jun)获(huo)得(de)优(you)异(yi)实(shi)焊效(xiao)果(guo)。实物钢板(ban)实(shi)现了(le)订单生产(chan),并在工程(cheng)应用(yong)中(zhong)也(ye)获(huo)用(yong)户好评(ping)。
开(kai)发(fa)的(de)正(zheng)火(huo)态(tai)AH36钢板,最(zui)大厚度120mm,采(cai)用(yong)氧化(hua)物+氮(dan)化(hua)物复(fu)合控(kong)制技(ji)术冶炼,450mm特厚(hou)连(lian)铸(zhu)板(ban)坯热(re)轧后(hou)正(zheng)火,双丝(si)气电立(li)+埋弧(hu)对接焊(han),气(qi)电(dian)立(li)焊(han)接(jie)厚度(du)75~85mm,焊(han)接线(xian)能(neng)量超(chao)过700KJ/cm,母材及焊(han)接(jie)接头性能等(deng)各项质(zhi)量(liang)指标稳定达(da)到船(chuan)级社(she)标(biao)准要(yao)求。
开(kai)发的(de)TMCP态(tai)DH36钢(gang)板(ban),最大厚度(du)80mm,采用(yong)氮化物控(kong)制(zhi)技术(shu),475mm特(te)厚(hou)连铸板坯(pi),控轧(ya)后(hou)以(yi)超快冷(leng)设(she)备(bei)在(zai)线冷(leng)却,双丝(si)气(qi)电(dian)立对接焊(han)一(yi)道成形(xing),焊接(jie)线能(neng)量(liang)最大(da)680KJ/cm,母材及(ji)焊接(jie)接(jie)头性能(neng)等各项质(zhi)量(liang)指(zhi)标(biao)稳(wen)定达(da)到船(chuan)级社标准(zhun)要(yao)求。
开发(fa)的TMCP态EH36钢(gang)板(ban),最大(da)厚度(du)60mm,采(cai)用(yong)超(chao)低(di)碳+氮(dan)氧化(hua)物(wu)复(fu)合(he)控(kong)制技(ji)术(shu),250mm连(lian)铸(zhu)板(ban)坯,控轧后(hou)以(yi)超快(kuai)冷设(she)备在线冷(leng)却(que),双丝(si)气电立对接焊(han)一(yi)道(dao)成(cheng)形(xing),焊接线(xian)能量超(chao)过400KJ/cm,母(mu)材及焊接接头性能等(deng)各(ge)项质(zhi)量指标(biao)稳(wen)定达(da)到(dao)船级(ji)社(she)标准(zhun)要(yao)求。
开(kai)发(fa)的TMCP态(tai)Q500MC钢板,最大(da)厚(hou)度(du)60mm,采用(yong)超低碳(tan)+氮(dan)氧(yang)化物(wu)复合控制(zhi)技(ji)术,250mm连(lian)铸板坯(pi),控轧(ya)后(hou)以超快(kuai)冷设备(bei)在(zai)线冷(leng)却(que),双(shuang)丝(si)气(qi)电(dian)立对(dui)接(jie)焊(han)一(yi)道(dao)成形(xing),焊接(jie)线能量(liang)超过450KJ/cm,母(mu)材及焊(han)接(jie)接头(tou)性能等各(ge)项(xiang)质(zhi)量指标(biao)稳(wen)定(ding)达到(dao)GB/T1591钢(gang)板(ban)标(biao)准要求。
开发(fa)的调(diao)质(zhi)态(tai)Q550C钢(gang)板,最(zui)大(da)厚度60mm,采用(yong)超低(di)碳+氮(dan)氧(yang)化物复(fu)合(he)控(kong)制(zhi)技术(shu),250mm连铸(zhu)板(ban)坯(pi),热轧(ya)后(hou)以在(zai)线(xian)超快冷(leng)设备DQ处理,离(li)线520~620℃回(hui)火,40mm钢(gang)板(ban)气电(dian)立(li)对接(jie)焊(han)一道成形,60mm钢板(ban)EGW+SAW对(dui)接焊(han),最大线能(neng)量(liang)270KJ/cm,母(mu)材(cai)及(ji)焊(han)接(jie)接头性能等(deng)各(ge)项(xiang)质量指标稳定(ding)达到GB/T16270钢(gang)板(ban)标准(zhun)要(yao)求。
开(kai)发的调质态(tai)Q690C钢板(ban),最大厚度(du)60mm,采用(yong)超(chao)低碳(tan)+Cu\Ni合金化(hua)+氮氧化(hua)物(wu)复(fu)合(he)控制(zhi)技(ji)术,250mm连(lian)铸板坯,热(re)轧(ya)后调(diao)质处(chu)理,40mm钢板气(qi)电(dian)立对接(jie)焊一(yi)道成(cheng)形,60mm钢板双(shuang)丝(si)SAW对(dui)接(jie)焊(han),最(zui)大(da)线(xian)能量超(chao)过(guo)200KJ/cm,母材(cai)及焊(han)接(jie)接(jie)头性能等(deng)各项(xiang)质量(liang)指标(biao)稳定(ding)达(da)到(dao)GB/T16270钢板标(biao)准(zhun)要求。
开发(fa)了345-690MPa级(ji)高(gao)效焊(han)接用钢(gang)板的配(pei)套(tao)气电(dian)立(li)焊药(yao)芯焊(han)丝(si),所(suo)开发的(de)焊丝(si)均采(cai)用(yong)超(chao)低碳Ni-Mo-Ti-B低Si合(he)金(jin)匹(pi)配(pei)微(wei)渣(zha)量(liang)控制设计,其中配(pei)套(tao)345-500MPa级钢板(ban)实(shi)际(ji)制(zhi)造的(de)单丝和(he)双丝EGW焊(han)丝(si),在最大(da)焊(han)接(jie)线(xian)能(neng)量(liang)不低(di)于400KJ/cm下,能够(gou)满(man)足(zu)与所研发(fa)的(de)EH36级钢(gang)板(ban)的(de)性(xing)能匹配(pei)要(yao)求;在(zai)最(zui)大焊接(jie)线能量(liang)不(bu)低于600KJ/cm下(xia)能(neng)够(gou)满(man)足与所研发的EH36、AH36性能相匹(pi)配的(de)要求(qiu)。配套550-690MPa级钢板实际(ji)制造的(de)焊(han)丝(si),在最(zui)大(da)焊(han)接(jie)线(xian)能(neng)量不低于(yu)200KJ/cm下,能(neng)够(gou)满(man)足与(yu)所研发(fa)的Q550C、Q690C性能相(xiang)匹(pi)配(pei)的(de)要求(qiu)。
项(xiang)目执(zhi)行期(qi)间,项目(mu)组(zu)共(gong)申报各(ge)类(lei)专利(li)12项(xiang),获得授(shou)权(quan)发(fa)明(ming)专利(li)5项(xiang),获得授(shou)权实(shi)用(yong)新型专(zhuan)利3项;撰(zhuan)写(xie)并发(fa)表(biao)论文16篇(pian),其(qi)中EI检(jian)索收录1篇(pian),SCI检(jian)索收(shou)录14篇(pian);发布(bu)企业标(biao)准2项(xiang)。在科(ke)技成(cheng)果(guo)方(fang)面(mian),完成(cheng)钢(gang)板(ban)制(zhi)程(cheng)新(xin)工艺开发(fa)3项,累计(ji)开发新产品9项(xiang),其(qi)中(zhong)重(zhong)点(dian)技(ji)术突(tu)破包(bao)括如下5方面:
1)在电(dian)磁搅拌(ban)和(he)重压下适配(pei)技术基(ji)础(chu)上(shang),实现了(le)328~475mm特(te)厚(hou)铸坯(pi)断面(mian)均质化(hua),采用(yong)Ti-Mg-Ca分(fen)步(bu)脱氧控制的氮(dan)-氧化物冶(ye)金(jin)控制技术(shu),以(yi)VN沉(chen)淀强(qiang)化(hua)补充强(qiang)度(du),有(you)效(xiao)控制(zhi)了(le)钢(gang)中(zhong)夹(jia)杂(za)物及第(di)二相结(jie)构(gou)、分(fen)布和尺(chi)寸(cun),诱导焊接(jie)CGHAZ区IGF相(xiang)变(bian),实现了最大(da)厚(hou)度(du)120mm的高效(xiao)焊接(jie)用(yong)特厚(hou)正火(huo)AH36钢板(ban)的生产,焊(han)接最高(gao)热(re)输(shu)入(ru)达到(dao)727KJ/cm,填(tian)补(bu)国(guo)内空白;
2)在(zai)控制N含量(liang)及(ji)Ti/N目标值(zhi)的(de)基础上,采用(yong)超低碳、添加Cu\Ni、限(xian)制Nb含(han)量(liang)、V微(wei)合(he)金(jin)化(hua),以(yi)纳(na)米尺(chi)度氮(dan)化(hua)物阻碍(ai)焊(han)接(jie)CGHAZ区过热奥氏体的(de)粗化(hua)行(xing)为,并(bing)以(yi)TiN-VN分段(duan)析(xi)出诱导AF相变,实(shi)现(xian)了(le)最大厚(hou)度80mm的TMCP状态高(gao)效焊(han)接用(yong)DH36钢(gang)板(ban)的生产(chan),焊接(jie)最高热(re)输(shu)入达到(dao)650KJ/cm以(yi)上,填(tian)补国内(nei)空(kong)白;
3)在(zai)控(kong)制(zhi)以Si-Ti-Mg脱(tuo)氧(yang)前提下(xia),精(jing)准控制(zhi)B、N含量(liang),采用(yong)超低(di)碳-Mn-Ni-Cu-V成(cheng)分体(ti)系(xi),以0.5~5微米(mi)尺度(du)的有(you)序结(jie)构(gou)的复合(he)夹(jia)杂(za)物作为(wei)焊接CGHAZ区(qu)IGF相变(bian)核心(xin),实现(xian)了(le)大热输入焊(han)接(jie)CGHAZ 区(qu)IGF的高(gao)比例(li)化,实(shi)现(xian)了最(zui)大厚(hou)度60mm的(de)TMCP高(gao)效(xiao)焊接用(yong)EH36钢板(ban)生(sheng)产(chan),焊(han)接(jie)最(zui)高(gao)热输(shu)入(ru)达(da)到420KJ/cm以上,填(tian)补国(guo)内(nei)空白(bai);
4)在(zai)Si-Ti-Mg脱氧前提(ti)下(xia),精(jing)准(zhun)控制B含量,并采用(yong)超(chao)低(di)碳-Mn-Ni-Cu-Mo-Cr-V成分体系,提(ti)高Ni、Cu含量,以ε-Cu沉(chen)淀(dian)弥补(bu)强度(du),以0.5~5微米(mi)尺度(du)的(de)有(you)序(xu)结构(gou)的复(fu)合夹(jia)杂(za)物(wu)作(zuo)为(wei)焊(han)接(jie)CGHAZ区诱导针(zhen)状(zhuang)贝氏体(ti)相变核心,实现(xian)了最(zui)大(da)厚(hou)度(du)60mm的高效(xiao)焊(han)接(jie)用(yong)Q550~690级调(diao)质(zhi)钢板(ban)的生产,焊接(jie)最高(gao)热输入达(da)到200KJ/cm以(yi)上(shang),填(tian)补(bu)国(guo)内(nei)空(kong)白;
5)以(yi)超低(di)碳(tan)含量(liang)为基(ji)础(chu),控(kong)制熔覆金(jin)属中(zhong)Si-Al含量(liang),并根据强(qiang)韧性(xing)级(ji)别(bie)调控(kong)Ni、Mo、Cr、Cu含量(liang),以(yi)TiOx和(he)B元素控制(zhi)熔覆(fu)金(jin)属(shu)相(xiang)变(bian)组织类型和(he)形态,控制渣比(bi)例3%~5%,合(he)理控制渣(zha)组(zu)成,成(cheng)功制备(bei)了(le)匹(pi)配目(mu)标(biao)钢种(zhong)的(de)高(gao)效(xiao)焊接用(yong)EGW药芯焊丝(si)系(xi)列(lie)产(chan)品(pin),为(wei)高效焊接(jie)焊材的国产化奠定了基(ji)础。
本(ben)项目(mu)的顺(shun)利(li)验(yan)收(shou),既(ji)是广大项目(mu)参(can)研(yan)人(ren)员辛勤努力的(de)结果(guo),也(ye)是(shi)近年(nian)来(lai)营口中(zhong)板大(da)力(li)实施(shi)“科研(yan)创(chuang)新(xin)推动发展(zhan)”战略成(cheng)果(guo)的(de)集(ji)中体现。标(biao)志着营(ying)口中板(ban)在相(xiang)关技(ji)术(shu)领(ling)域(yu)实(shi)现了(le)重大突破(po),不(bu)仅(jin)提(ti)升了(le)高端(duan)产(chan)品的研(yan)发(fa)水(shui)平和(he)创(chuang)新(xin)能(neng)力(li)建(jian)设(she),改(gai)变(bian)了大线(xian)能量(liang)焊接(jie)用钢技术(shu)落(luo)后局面,有助(zhu)于(yu)企(qi)业拓宽现(xian)有(you)品种(zhong)与(yu)规(gui)格,促进(jin)产品(pin)升(sheng)级(ji)换(huan)代,而且(qie)也(ye)大(da)幅(fu)降低(di)了(le)特(te)厚(hou)钢板(ban)的(de)焊(han)接工时,将在(zai)船(chuan)舶(bo)、高(gao)层(ceng)建(jian)筑、大(da)型(xing)石(shi)油储(chu)罐等大(da)型(xing)装(zhuang)备建造(zao)中(zhong)显著提高(gao)焊(han)接效(xiao)率(lv)和(he)焊(han)接质(zhi)量(liang),促进制造企(qi)业高(gao)质量发展。
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