低碳調(diào)質(zhì)鋼與低合金船體鋼焊接性方面的不同

低合金船體鋼是指用于建造船舶的低合金高強(qiáng)度鋼,它和船用碳素鋼一起統(tǒng)稱為船體鋼。低合金船體鋼不僅可用于建造內(nèi)河、近海和無(wú)限航區(qū)的各類船舶,而且也廣泛用于海洋開(kāi)發(fā)的各個(gè)領(lǐng)域,如海上石油鉆井平臺(tái)、海洋建筑和碼頭設(shè)施、低溫液化石油氣的儲(chǔ)運(yùn)裝備等。

低碳調(diào)質(zhì)鋼的合金化原則是在低碳基礎(chǔ)上通過(guò)加入多種提高淬透性的合金元素,來(lái)保證獲得強(qiáng)度高、韌性好的低碳“自回火”馬氏體和部分下貝氏體的混合組織。這類鋼由于淬硬性大,在焊接熱影響區(qū)粗晶區(qū)有產(chǎn)生冷裂紋和韌性下降的傾向。但熱影響區(qū)淬硬組織為Ms點(diǎn)較高的低碳馬氏體,具有一定韌性,裂紋敏感性小。

為了提高鋼的強(qiáng)度和改善耐海水腐蝕性,陸續(xù)有以硅、鉻和鎳等元素合金化的早期低合金高強(qiáng)度鋼用于造船。自焊接技術(shù)取代鉚接應(yīng)用于造船之后,造船用鋼的成分設(shè)計(jì)發(fā)生了重大的變革。為改善鋼的焊接性,逐漸降低了鋼中碳含量,并以少量多元復(fù)合合金化淘汰了單一元素的合金化方式。第二次世界大戰(zhàn)期間,多艘“自由”輪斷裂的海難事件,不銹鋼焊接管引起了人們對(duì)造船用鋼的低溫抗斷裂性能的關(guān)注,從而在60年代以來(lái),造船用鋼向適用于大線能量焊接和良好的低溫韌性方向發(fā)展,保證了民用船舶和軍用艦艇在服役條件下的安全運(yùn)行。

天然氣、氨等低溫液化氣儲(chǔ)罐和運(yùn)輸船,以及極寒海域的破冰船用鋼,都要求很好的低溫韌性,主要通過(guò)調(diào)整合金成分、提高純凈度、提高組織均勻性和熱處理等途徑來(lái)改善鋼的低溫韌性,在服役條件下承受外載時(shí)不發(fā)生脆性破壞,優(yōu)良的焊接性也是重要的技術(shù)要求之一。這類鋼通常采用鎳系低溫鋼,各國(guó)低溫鋼規(guī)范及其最低使用溫度見(jiàn)表6,以9%Ni的鋼韌性最高,在調(diào)質(zhì)狀態(tài)下,可滿足天然氣和液化氣的運(yùn)輸和儲(chǔ)存的技術(shù)要求,它比鎳-鉻奧氏體不銹鋼的強(qiáng)度高得多,可用于制造薄壁輕型結(jié)構(gòu)。