辽宁省科技重大专项“高效焊接用厚钢板的关键技术探讨研究及产业化”项目顺利完成结题验收

　　7月13日，由辽宁省财政资助1000万元的辽宁省科技重大专项“高效焊接用厚钢板的关键技术探讨研究及产业化”项目结题验收评审会在日钢营口中板有限公司隆重举行。来自辽宁省科技厅、营口市科技局、老边区科技局相关领导和来自省内高校、科研院所等单位的7名专家评委参与此次评审。日钢营口中板有限公司、东北大学、辽宁科技大学、大连船舶重工集团等单位的项目参研人员共20余人参加了此次评审答辩。

　　本次结题验收评审会由辽宁省科技厅组织，验收评审组首先对项目实施现场情况做了当地考验查证，随后听取了由营口中板赵和明副总经理代表项目组进行结题汇报，审阅了项目工作总结报告、技术报告、财务报告等材料，同时专家评委针对重点事项做了质询并与有关人员进行了讨论交流。最终，专家评委一致认为本项目完成了合同任务书规定的内容，同意通过结题验收。

　　项目是2019年度辽宁省科技厅重点支持和推动的新材料类创新研发项目之一，由日钢营口中板有限公司牵头实施。

　　1）现存技术无法满足超大线能量焊接要求，焊接输入能量偏低，普遍在200KJ/cm以下，焊接效率受限，无法完全替代进口；

　　2）现有大线能量焊接钢板局限于屈服强度490MPa级别及以下钢种，且无法稳定满足-40℃低温韧性要求；

　　3）现有满足大线能量焊接钢板，热输入超过150KJ/cm后，其厚度规格基本≤60mm，适应更大焊接热输入的特厚钢板未形成工业化能力；

　　4）尚未形成配套焊材商品化能力，严重限制下游用户的普遍应用。项目目标是开发出焊接热输入≥400KJ/cm、屈服强度在355~690MPa的各强度级别超大线能量焊接用特厚钢板及配套焊接材料，并实现工业化应用。

　　通过两年多的工作，项目组先后开展了包括475mm特厚铸坯均质化的冶炼连铸技术、氧化物/基体的晶体结构与界面特征分析技术、抑制奥氏体晶体长大及促进晶内针状铁素体形核技术、新一代TMCP和调质热处理技术、厚钢板力学性能均匀化控制技术、HAZ组织定量调控模型、专用配套焊材设计、焊接方法和工艺设计等研究及攻关工作，结合开发的氮氧化物和氧化物冶金技术，实现了120mm厚度正火AH36、60mm厚度TMCP交货EH36、60mm厚度TMCP交货Q500MC、60mm厚度调质交货Q550C和Q690C等超大焊接线能量用钢的开发，并完成了配套焊材的国产化。开发的系列高效焊接特厚钢板在大连船舶重工、中船725研究所、钢铁研究总院等单位做大线能量焊接应用评价，均获得优异实焊效果。实物钢板实现了订单生产，并在工程应用中也获用户好评。

　　开发的正火态AH36钢板，最大厚度120mm，采用氧化物+氮化物复合控制技术冶炼，450mm特厚连铸板坯热轧后正火，双丝气电立+埋弧对接焊，气电立焊接厚度75~85mm，焊接线KJ/cm，母材及焊接接头性能等各项质量指标稳定达到船级社标准要求。

　　开发的TMCP态DH36钢板，最大厚度80mm，采用氮化物控制技术，475mm特厚连铸板坯，控轧后以超快冷设备在线冷却，双丝气电立对接焊一道成形，焊接线KJ/cm，母材及焊接接头性能等各项质量指标稳定达到船级社标准要求。

　　开发的TMCP态EH36钢板，最大厚度60mm，采用超低碳+氮氧化物复合控制技术，250mm连铸板坯，控轧后以超快冷设备在线冷却，双丝气电立对接焊一道成形，焊接线KJ/cm，母材及焊接接头性能等各项质量指标稳定达到船级社标准要求。

　　开发的TMCP态Q500MC钢板，最大厚度60mm，采用超低碳+氮氧化物复合控制技术，250mm连铸板坯，控轧后以超快冷设备在线冷却，双丝气电立对接焊一道成形，焊接线KJ/cm，母材及焊接接头性能等各项质量指标稳定达到GB/T1591钢板标准要求。

　　开发的调质态Q550C钢板，最大厚度60mm，采用超低碳+氮氧化物复合控制技术，250mm连铸板坯，热轧后以在线超快冷设备DQ处理，离线mm钢板气电立对接焊一道成形，60mm钢板EGW+SAW对接焊，最大线KJ/cm，母材及焊接接头性能等各项质量指标稳定达到GB/T16270钢板标准要求。

　　开发的调质态Q690C钢板，最大厚度60mm，采用超低碳+Cu\Ni合金化+氮氧化物复合控制技术，250mm连铸板坯，热轧后调质处理，40mm钢板气电立对接焊一道成形，60mm钢板双丝SAW对接焊，最大线KJ/cm，母材及焊接接头性能等各项质量指标稳定达到GB/T16270钢板标准要求。

　　开发了345-690MPa级高效焊接用钢板的配套气电立焊药芯焊丝，所开发的焊丝均采用超低碳Ni-Mo-Ti-B低Si合金匹配微渣量控制设计，其中配套345-500MPa级钢板实际制造的单丝和双丝EGW焊丝，在最大焊接线KJ/cm下，能够很好的满足与所研发的EH36级钢板的性能匹配要求；在最大焊接线KJ/cm下能够很好的满足与所研发的EH36、AH36性能相匹配的要求。配套550-690MPa级钢板实际制造的焊丝，在最大焊接线KJ/cm下，能够很好的满足与所研发的Q550C、Q690C性能相匹配的要求。

　　项目执行期间，项目组共申报各类专利12项，获得授权发明专利5项，获得授权实用新型专利3项；撰写并发表论文16篇，其中EI检索收录1篇，SCI检索收录14篇；发布企业标准2项。

　　在科技成果方面，完成钢板制程新工艺开发3项，累计开发新产品9项，其中重点技术突破包括如下５方面：

　　1）在电磁搅拌和重压下适配技术基础上，实现了328~475mm特厚铸坯断面均质化，采用Ti-Mg-Ca分步脱氧控制的氮-氧化物冶金控制技术，以VN沉淀强化补充强度，有效控制了钢中夹杂物及第二相结构、分布和尺寸，诱导焊接CGHAZ区IGF相变，实现了最大厚度120mm的高效焊接用特厚正火AH36钢板的生产，焊接最高热输入达到727KJ/cm，填补国内空白；

　　2）在控制N含量及Ti/N目标值的基础上，采用超低碳、添加Cu\Ni、限制Nb含量、V微合金化，以纳米尺度氮化物阻碍焊接CGHAZ区过热奥氏体的粗化行为，并以TiN-VN分段析出诱导AF相变，实现了最大厚度80mm的TMCP状态高效焊接用DH36钢板的生产，焊接最高热输入达到650KJ/cm以上，填补国内空白；

　　3）在控制以Si-Ti-Mg脱氧前提下，精准控制B、N含量，采用超低碳-Mn-Ni-Cu-V成分体系，以0.5~5微米尺度的有序结构的复合夹杂物作为焊接CGHAZ区IGF相变核心，实现了大热输入焊接CGHAZ 区IGF的高比例化，实现了最大厚度60mm的TMCP高效焊接用EH36钢板生产，焊接最高热输入达到420KJ/cm以上，填补国内空白；

　　4）在Si-Ti-Mg脱氧前提下，精准控制B含量，并采用超低碳-Mn-Ni-Cu-Mo-Cr-V成分体系，提高Ni、Cu含量，以ε-Cu沉淀弥补强度，以0.5~5微米尺度的有序结构的复合夹杂物作为焊接CGHAZ区诱导针状贝氏体相变核心，实现了最大厚度60mm的高效焊接用Q550~690级调质钢板的生产，焊接最高热输入达到200KJ/cm以上，填补国内空白；

　　5）以超低碳含量为基础，控制熔覆金属中Si-Al含量，并根据强韧性级别调控Ni、Mo、Cr、Cu含量，以TiOx和B元素控制熔覆金属相变组织类型和形态，控制渣比例3%~5%，合理控制渣组成，成功制备了匹配目标钢种的高效焊接用EGW药芯焊丝系列新产品，为高效焊接焊材的国产化奠定了基础。

　　本项目的顺利验收，既是广大项目参研人员辛勤努力的结果，也是近年来营口中板大力实施“科研创新推动发展”战略成果的集中体现。标志着营口中板在有关技术领域实现了重大突破，不仅提升了高端产品的研发水平和创造新兴事物的能力建设，改变了大线能量焊接用钢技术落后局面，有助于企业拓宽现有品种与规格，促进产品升级换代，而且也大幅度降低了特厚钢板的焊接工时，将在船舶、高层建筑、大型石油储罐等大型装备建造中明显提高焊接效率和焊接质量，促进制造企业高水平质量的发展。（曲之国）

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