辽宁省科(ke)技重(zhong)大专项(xiang)“高(gao)效焊(han)接用厚钢(gang)板(ban)的关键技(ji)术研究(jiu)及(ji)产(chan)业(ye)化”项目(mu)顺(shun)利完(wan)成(cheng)结(jie)题验收
作者(zhe):admin 发(fa)布日期(qi):2022/7/19 13:11:34
7月13日(ri),由辽宁省财(cai)政资助1000万(wan)元的(de)辽(liao)宁省(sheng)科技(ji)重(zhong)大专(zhuan)项“高效焊(han)接(jie)用(yong)厚(hou)钢(gang)板(ban)的关(guan)键技术(shu)研(yan)究(jiu)及(ji)产(chan)业化”项(xiang)目结(jie)题验收评(ping)审(shen)会(hui)在日(ri)钢营(ying)口中板(ban)有限(xian)公司(si)隆重举(ju)行。来自辽宁省(sheng)科技厅(ting)、营口(kou)市(shi)科技局(ju)、老(lao)边区科技局(ju)相(xiang)关(guan)领(ling)导以(yi)及来(lai)自(zi)省内(nei)高(gao)校(xiao)、科研院(yuan)所(suo)等(deng)单位(wei)的(de)7名(ming)专家(jia)评(ping)委(wei)参与(yu)此(ci)次(ci)评(ping)审。日钢(gang)营口(kou)中(zhong)板(ban)有(you)限公司(si)、东(dong)北大(da)学(xue)、辽(liao)宁科技(ji)大(da)学(xue)、大连(lian)船舶(bo)重工(gong)集(ji)团等单(dan)位(wei)的项目(mu)参研人(ren)员(yuan)共(gong)20余(yu)人(ren)参加了此次(ci)评审答辩。
本(ben)次结(jie)题验收(shou)评审会由辽(liao)宁省(sheng)科(ke)技厅组织,验(yan)收评审组(zu)首先(xian)对(dui)项(xiang)目(mu)实(shi)施现(xian)场情(qing)况进(jin)行了(le)实(shi)地(di)考察(cha),随后听取(qu)了(le)由(you)营(ying)口(kou)中板(ban)赵(zhao)和(he)明副(fu)总(zong)经理代(dai)表项(xiang)目(mu)组(zu)进(jin)行(xing)结题(ti)汇(hui)报(bao),审(shen)阅(yue)了项目工作(zuo)总(zong)结报(bao)告(gao)、技(ji)术(shu)报告(gao)、财(cai)务(wu)报(bao)告等(deng)材料(liao),同时专(zhuan)家(jia)评委针(zhen)对重(zhong)点事项(xiang)进(jin)行了质(zhi)询并与(yu)相(xiang)关(guan)人(ren)员(yuan)进(jin)行(xing)了(le)讨论(lun)交(jiao)流。最终(zhong),专(zhuan)家(jia)评委一致(zhi)认(ren)为本(ben)项(xiang)目完成了合同任(ren)务书(shu)规(gui)定的(de)内容,同意通过(guo)结题验收。
项目是2019年(nian)度(du)辽(liao)宁(ning)省(sheng)科(ke)技厅重(zhong)点(dian)支(zhi)持和(he)推动的(de)新(xin)材料类(lei)创新研发项目之一,由(you)日(ri)钢营口(kou)中(zhong)板(ban)有限(xian)公(gong)司(si)牵头(tou)实(shi)施(shi)。项(xiang)目主要针(zhen)对(dui)大(da)线(xian)能量焊接(jie)用钢前期存在(zai)的4个主要(yao)问(wen)题进行(xing)攻(gong)关:
1)现(xian)有(you)技(ji)术无法(fa)满(man)足(zu)超大(da)线(xian)能(neng)量(liang)焊(han)接要求,焊(han)接(jie)输(shu)入(ru)能(neng)量(liang)偏(pian)低(di),普遍(bian)在(zai)200KJ/cm以(yi)下,焊接效(xiao)率(lv)受(shou)限(xian),无(wu)法(fa)完全(quan)替代进口(kou);
2)现有大(da)线能量焊(han)接(jie)钢板(ban)局限(xian)于(yu)屈服(fu)强度490MPa级别(bie)及以(yi)下钢(gang)种,且(qie)无法(fa)稳(wen)定(ding)满足(zu)-40℃低(di)温韧(ren)性要求;
3)现(xian)有(you)满足大线能量焊(han)接(jie)钢(gang)板,热输(shu)入超(chao)过(guo)150KJ/cm后,其(qi)厚(hou)度规(gui)格(ge)基(ji)本≤60mm,适应(ying)更大焊(han)接(jie)热输入的(de)特(te)厚钢板(ban)未形(xing)成(cheng)工(gong)业化能力(li);
4)尚未(wei)形成配套(tao)焊(han)材(cai)商(shang)品(pin)化能(neng)力(li),严重(zhong)限(xian)制(zhi)下(xia)游(you)用户的(de)普遍(bian)应用。项(xiang)目目(mu)标是开(kai)发出焊接(jie)热(re)输入≥400KJ/cm、屈服(fu)强(qiang)度在355~690MPa的(de)各强度级别超大线能量焊(han)接(jie)用(yong)特厚(hou)钢(gang)板及(ji)配(pei)套(tao)焊(han)接(jie)材料(liao),并(bing)实(shi)现(xian)工业化(hua)应用(yong)。
通过两(liang)年(nian)多(duo)的(de)工作(zuo),项目(mu)组(zu)先后(hou)开展(zhan)了包(bao)括475mm特(te)厚(hou)铸坯均(jun)质化的(de)冶炼(lian)连(lian)铸技(ji)术(shu)、氧(yang)化物/基(ji)体的(de)晶体结构与界(jie)面特征分析(xi)技术(shu)、抑(yi)制(zhi)奥(ao)氏(shi)体(ti)晶体长(zhang)大及(ji)促(cu)进(jin)晶(jing)内针(zhen)状(zhuang)铁(tie)素(su)体形核(he)技术、新一代TMCP和(he)调(diao)质热(re)处理(li)技术、厚钢板(ban)力学性(xing)能(neng)均(jun)匀化(hua)控(kong)制技术(shu)、HAZ组织定(ding)量调(diao)控模型(xing)、专(zhuan)用(yong)配(pei)套(tao)焊材设(she)计、焊接方(fang)法(fa)以及(ji)工(gong)艺(yi)设(she)计等(deng)研(yan)究及攻(gong)关工作(zuo),结(jie)合(he)开发的氮氧化(hua)物(wu)和(he)氧(yang)化物冶金技(ji)术,实(shi)现(xian)了120mm厚度(du)正火(huo)AH36、60mm厚度(du)TMCP交货EH36、60mm厚度(du)TMCP交货(huo)Q500MC、60mm厚(hou)度调(diao)质交货Q550C和Q690C等超大(da)焊接线能量用钢(gang)的(de)开(kai)发(fa),并完成了配套(tao)焊(han)材的国(guo)产化(hua)。开发(fa)的系(xi)列(lie)高(gao)效焊接特(te)厚钢(gang)板(ban)在大连(lian)船舶(bo)重(zhong)工(gong)、中(zhong)船(chuan)725研(yan)究所(suo)、钢铁研(yan)究(jiu)总(zong)院等(deng)单(dan)位进(jin)行(xing)大线(xian)能量(liang)焊(han)接(jie)应(ying)用(yong)评价,均(jun)获得优(you)异(yi)实焊效(xiao)果。实(shi)物(wu)钢(gang)板(ban)实(shi)现了(le)订单(dan)生产,并在工程(cheng)应用(yong)中也获用户好(hao)评。
开(kai)发(fa)的正火态(tai)AH36钢(gang)板,最(zui)大(da)厚度120mm,采用(yong)氧化物(wu)+氮化(hua)物(wu)复合控(kong)制技术冶(ye)炼,450mm特厚连(lian)铸(zhu)板坯(pi)热轧(ya)后(hou)正火(huo),双丝气电(dian)立(li)+埋弧对接焊(han),气电(dian)立(li)焊(han)接厚(hou)度(du)75~85mm,焊接线(xian)能(neng)量超(chao)过700KJ/cm,母(mu)材及(ji)焊(han)接(jie)接(jie)头(tou)性(xing)能(neng)等各项(xiang)质量(liang)指标(biao)稳(wen)定(ding)达到(dao)船级社标(biao)准(zhun)要求。
开发的(de)TMCP态DH36钢(gang)板,最(zui)大厚(hou)度(du)80mm,采(cai)用(yong)氮(dan)化物(wu)控(kong)制(zhi)技术,475mm特(te)厚连(lian)铸板坯,控(kong)轧(ya)后以(yi)超快(kuai)冷设(she)备在(zai)线冷却(que),双(shuang)丝气电(dian)立对接(jie)焊(han)一(yi)道成形,焊接(jie)线能(neng)量(liang)最大680KJ/cm,母(mu)材及(ji)焊接(jie)接头(tou)性(xing)能等各项质(zhi)量指标(biao)稳定(ding)达到船(chuan)级(ji)社(she)标准要求(qiu)。
开(kai)发(fa)的(de)TMCP态(tai)EH36钢(gang)板,最(zui)大(da)厚(hou)度(du)60mm,采(cai)用(yong)超低碳+氮氧化(hua)物(wu)复(fu)合控制技(ji)术,250mm连铸板坯(pi),控(kong)轧后(hou)以超快(kuai)冷设备在(zai)线(xian)冷(leng)却(que),双丝(si)气电(dian)立对接焊一道(dao)成形,焊接(jie)线能量超过(guo)400KJ/cm,母(mu)材(cai)及焊(han)接(jie)接头性(xing)能等各项质(zhi)量指(zhi)标(biao)稳(wen)定达到(dao)船级社标准(zhun)要(yao)求(qiu)。
开(kai)发的(de)TMCP态Q500MC钢(gang)板(ban),最(zui)大(da)厚(hou)度60mm,采(cai)用(yong)超(chao)低(di)碳(tan)+氮氧(yang)化(hua)物复合(he)控制(zhi)技术,250mm连(lian)铸(zhu)板(ban)坯(pi),控轧后(hou)以超(chao)快(kuai)冷设备在线冷(leng)却(que),双(shuang)丝(si)气(qi)电(dian)立(li)对接焊(han)一道(dao)成(cheng)形,焊接线能量(liang)超过450KJ/cm,母材(cai)及焊(han)接(jie)接(jie)头(tou)性能(neng)等(deng)各(ge)项(xiang)质(zhi)量指(zhi)标(biao)稳(wen)定(ding)达到GB/T1591钢(gang)板标准(zhun)要(yao)求(qiu)。
开发的(de)调质(zhi)态(tai)Q550C钢(gang)板(ban),最(zui)大厚度(du)60mm,采用(yong)超低碳+氮氧(yang)化物复合(he)控(kong)制技(ji)术,250mm连(lian)铸(zhu)板(ban)坯(pi),热轧(ya)后以在线(xian)超(chao)快冷(leng)设(she)备(bei)DQ处理,离线(xian)520~620℃回火,40mm钢(gang)板(ban)气电(dian)立(li)对(dui)接(jie)焊一道成(cheng)形(xing),60mm钢(gang)板(ban)EGW+SAW对接(jie)焊,最(zui)大线(xian)能量270KJ/cm,母材(cai)及焊(han)接(jie)接(jie)头(tou)性能等各项(xiang)质量指标(biao)稳(wen)定达到(dao)GB/T16270钢板标(biao)准要求(qiu)。
开(kai)发(fa)的(de)调(diao)质态Q690C钢(gang)板(ban),最大厚度60mm,采用(yong)超(chao)低(di)碳+Cu\Ni合(he)金(jin)化(hua)+氮(dan)氧化(hua)物(wu)复合(he)控制(zhi)技(ji)术(shu),250mm连铸(zhu)板坯,热(re)轧(ya)后调(diao)质(zhi)处(chu)理(li),40mm钢(gang)板气(qi)电立对接焊(han)一道(dao)成(cheng)形(xing),60mm钢板(ban)双(shuang)丝SAW对(dui)接焊,最(zui)大(da)线能量超(chao)过(guo)200KJ/cm,母材(cai)及(ji)焊(han)接接头性(xing)能(neng)等(deng)各项(xiang)质量(liang)指标稳(wen)定达(da)到GB/T16270钢板(ban)标(biao)准(zhun)要(yao)求。
开发(fa)了345-690MPa级高(gao)效(xiao)焊接(jie)用钢(gang)板的配(pei)套(tao)气(qi)电立焊药芯焊丝(si),所(suo)开发的(de)焊丝均采(cai)用超(chao)低(di)碳(tan)Ni-Mo-Ti-B低(di)Si合(he)金匹配(pei)微渣(zha)量控(kong)制(zhi)设(she)计,其(qi)中配(pei)套345-500MPa级(ji)钢(gang)板实际制(zhi)造的单丝(si)和(he)双丝EGW焊丝,在最大焊接线能(neng)量不低于400KJ/cm下(xia),能(neng)够(gou)满足与所研发的(de)EH36级钢板(ban)的(de)性(xing)能(neng)匹(pi)配要(yao)求(qiu);在最大(da)焊接(jie)线能量(liang)不(bu)低(di)于600KJ/cm下(xia)能够(gou)满足(zu)与所研发(fa)的EH36、AH36性能相(xiang)匹(pi)配(pei)的(de)要(yao)求(qiu)。配(pei)套(tao)550-690MPa级(ji)钢板实(shi)际制造的焊(han)丝(si),在(zai)最大(da)焊(han)接(jie)线能(neng)量(liang)不低于200KJ/cm下,能(neng)够(gou)满(man)足(zu)与(yu)所(suo)研(yan)发(fa)的Q550C、Q690C性能相匹配的要(yao)求(qiu)。
项目(mu)执行(xing)期间,项(xiang)目组(zu)共(gong)申(shen)报(bao)各类(lei)专(zhuan)利12项(xiang),获(huo)得授(shou)权(quan)发明专(zhuan)利(li)5项,获(huo)得授(shou)权实用(yong)新型(xing)专(zhuan)利3项(xiang);撰写并(bing)发表(biao)论(lun)文16篇(pian),其(qi)中(zhong)EI检(jian)索收(shou)录1篇,SCI检(jian)索(suo)收录14篇(pian);发(fa)布企(qi)业(ye)标准2项(xiang)。在科技成果(guo)方(fang)面(mian),完(wan)成钢板(ban)制程新(xin)工(gong)艺开(kai)发3项,累(lei)计开(kai)发(fa)新产品9项,其(qi)中重点技术突(tu)破包(bao)括(kuo)如(ru)下(xia)5方(fang)面(mian):
1)在电磁(ci)搅(jiao)拌和重(zhong)压(ya)下(xia)适配技术基础上,实现了(le)328~475mm特厚铸(zhu)坯(pi)断(duan)面(mian)均(jun)质化,采用(yong)Ti-Mg-Ca分步(bu)脱氧控(kong)制的氮(dan)-氧化物(wu)冶(ye)金(jin)控制技术(shu),以(yi)VN沉淀(dian)强(qiang)化补充强(qiang)度,有(you)效(xiao)控制了钢中夹杂(za)物(wu)及(ji)第二(er)相结(jie)构、分布和(he)尺寸(cun),诱导焊接CGHAZ区(qu)IGF相变,实(shi)现(xian)了最大(da)厚度120mm的(de)高(gao)效(xiao)焊(han)接(jie)用特(te)厚(hou)正(zheng)火AH36钢(gang)板的(de)生产(chan),焊(han)接最(zui)高(gao)热(re)输入达(da)到(dao)727KJ/cm,填补国(guo)内空白(bai);
2)在控(kong)制N含量及Ti/N目(mu)标值(zhi)的(de)基础上(shang),采(cai)用(yong)超(chao)低碳(tan)、添加Cu\Ni、限(xian)制(zhi)Nb含(han)量、V微合金化,以纳米尺度氮化物(wu)阻(zu)碍(ai)焊接(jie)CGHAZ区过(guo)热奥(ao)氏体的(de)粗化(hua)行(xing)为,并以TiN-VN分(fen)段析(xi)出(chu)诱导(dao)AF相变,实(shi)现(xian)了(le)最大厚度80mm的(de)TMCP状(zhuang)态高(gao)效焊接用(yong)DH36钢(gang)板的(de)生(sheng)产,焊(han)接(jie)最(zui)高热输入达(da)到650KJ/cm以上(shang),填补(bu)国内(nei)空白(bai);
3)在(zai)控制(zhi)以Si-Ti-Mg脱氧前(qian)提(ti)下(xia),精准(zhun)控(kong)制B、N含量,采(cai)用(yong)超(chao)低碳(tan)-Mn-Ni-Cu-V成分体(ti)系(xi),以(yi)0.5~5微米(mi)尺(chi)度(du)的(de)有(you)序(xu)结(jie)构(gou)的(de)复合夹(jia)杂(za)物(wu)作为(wei)焊接(jie)CGHAZ区(qu)IGF相变核心,实(shi)现(xian)了(le)大热(re)输入(ru)焊接(jie)CGHAZ 区IGF的高比(bi)例化(hua),实(shi)现了(le)最大厚(hou)度(du)60mm的TMCP高效(xiao)焊接(jie)用(yong)EH36钢板生产,焊接(jie)最(zui)高热(re)输(shu)入(ru)达(da)到420KJ/cm以上(shang),填补国内(nei)空(kong)白;
4)在(zai)Si-Ti-Mg脱氧(yang)前提下,精准(zhun)控(kong)制(zhi)B含(han)量(liang),并(bing)采用(yong)超低碳(tan)-Mn-Ni-Cu-Mo-Cr-V成(cheng)分(fen)体(ti)系,提高Ni、Cu含量(liang),以(yi)ε-Cu沉(chen)淀(dian)弥(mi)补强度,以0.5~5微米尺(chi)度(du)的有(you)序结构的复(fu)合(he)夹杂(za)物(wu)作(zuo)为焊(han)接(jie)CGHAZ区(qu)诱(you)导(dao)针(zhen)状贝(bei)氏体(ti)相变(bian)核心(xin),实现(xian)了最(zui)大厚(hou)度60mm的高效焊(han)接(jie)用(yong)Q550~690级(ji)调质钢板(ban)的(de)生产(chan),焊接最(zui)高热输(shu)入达到(dao)200KJ/cm以(yi)上,填(tian)补国内空(kong)白;
5)以(yi)超低碳(tan)含量(liang)为基础,控制(zhi)熔覆(fu)金属(shu)中(zhong)Si-Al含(han)量(liang),并(bing)根(gen)据(ju)强韧(ren)性(xing)级别(bie)调(diao)控Ni、Mo、Cr、Cu含(han)量(liang),以(yi)TiOx和(he)B元(yuan)素(su)控(kong)制(zhi)熔(rong)覆(fu)金(jin)属(shu)相变组(zu)织类型(xing)和(he)形态,控(kong)制渣(zha)比例(li)3%~5%,合(he)理(li)控(kong)制(zhi)渣组(zu)成,成功制(zhi)备(bei)了匹(pi)配目(mu)标钢(gang)种(zhong)的(de)高效(xiao)焊接用EGW药芯(xin)焊(han)丝系列产品,为(wei)高效(xiao)焊(han)接焊(han)材(cai)的国(guo)产(chan)化奠定(ding)了基(ji)础。
本项目的顺利验收,既是广大(da)项目(mu)参(can)研(yan)人员辛勤努力的结果(guo),也(ye)是近(jin)年(nian)来(lai)营口(kou)中(zhong)板大力实施“科(ke)研创新推(tui)动发(fa)展”战(zhan)略成果的集(ji)中(zhong)体现。标(biao)志(zhi)着营(ying)口中(zhong)板(ban)在相(xiang)关(guan)技术(shu)领(ling)域(yu)实现了(le)重大突(tu)破(po),不(bu)仅(jin)提升(sheng)了高(gao)端(duan)产(chan)品的(de)研(yan)发水平(ping)和创(chuang)新能(neng)力(li)建(jian)设,改(gai)变了大(da)线(xian)能量焊接用钢(gang)技(ji)术落(luo)后(hou)局(ju)面(mian),有(you)助(zhu)于(yu)企(qi)业拓宽现有品种与(yu)规格,促(cu)进(jin)产品升(sheng)级换(huan)代(dai),而且(qie)也(ye)大幅(fu)降(jiang)低(di)了(le)特厚钢(gang)板(ban)的(de)焊接(jie)工(gong)时(shi),将(jiang)在船舶(bo)、高(gao)层(ceng)建(jian)筑、大型石(shi)油储罐等大型装备(bei)建(jian)造中(zhong)显著提高(gao)焊(han)接(jie)效(xiao)率(lv)和(he)焊(han)接质量,促(cu)进(jin)制造(zao)企(qi)业高质量发展(zhan)。