2024年5月12日发(作者：常语诗)

２０１８年第２期　南钢科技与管理　

海上结构用Ｓ４２０Ｇ２＋Ｍ—Ｚ３５钢板的研制与开发　

潘中德　

（板材事业部）　

摘　要：通过低碳合金钢成分设计以及ＴＭＣＰ工艺设计，南钢成功研发了８Ｏ　ｍｍ　Ｓ４２０Ｇ２＋Ｍ—Ｚ３５海上结构用　

特厚钢板。经检测钢板各项性能指标满足ＢＳＥＮ１０２２５标准，钢板厚度１／２处一４Ｏ℃低温冲击功平均值大于　

２００　Ｊ，厚度方向断面收缩率平均值大于５０％，探伤满足ＥＮＩＯ１６０标准￥２Ｅ３级要求，钢板的焊接性能优异。　

关键词：Ｓ４２０Ｇ２＋Ｍ—Ｚ３５特厚钢板成分设计工艺设计　

Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ａｎｄ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　Ｓｔｅｅｌ　Ｐｌａｔｅ　Ｓ４２０Ｇ２＋Ｍ－Ｚ３５　

ｆｏｒ　Ｏｆｆｓｈｏｒｅ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　

Ｐａｎ　Ｚｈｏｎｇｄｅ　

（Ｐｌａｔｅ　Ｂｕｓｉｎｅｓｓ　Ｕｎｉｔ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＮＩＳＣＯ　ｈａｄ　ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙ　ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ　８０　ｍｍ　ｔｈｉｃｋ　ｕｌｔｒａ—ｔｈｉｃｋ　ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ　ｓｔｅｅｌ　ｐｌａｔｅ　Ｓ４２０Ｇ２＋Ｍ—Ｚ３５　ｆｏｒ　ｏｆｆｓｈｏｒｅ　

ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｌｏｗ　ｃａｒｂｏｎ　ａｌｌｏｙ　ｓｔｅｅｌ　ａｎｄ　ＴＭＣＰ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｄｅｓｉｎ．Ｔｈｅ　ｔｅｓｔｇ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗｅｄ　

ｔｈａｔ　ａｌｌ　ｔｈｅ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｓａｔｉｓｆｙ　ｓｔａｎｄａｒｄ　ＢＳＥＮ１０２２５．Ｔｈｅ　ａｖｅｒａｇｅ　ｉｍｐａｃｔ　ｅｎｅｒｇｙ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｍｉｄｄｌｅ　ａｌｏｎｇ　ｔｈｅ　ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ　ａｔ　ｔｅｍ－　

ｐｅｒａｔｕｒｅ　ｏｆ一４０％ｉｓ　ｏｖｅｒ　２００　Ｊ，ｗｈｉｌｅ　ｔｈｅ　ａｖｅｒａｇｅ　ｏｆ　ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ａｒｅａ　ａｌｏｎｇ　ｔｈｅ　ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ　ｉｓ　ｏｖｅｒ　５０％．Ｔｈｅ　ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　

ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓａｔｉｓｆｙ￥２Ｅ３　ｏｆ　ｓｔａｎｄａｒｄ　ＥＮ１０１６０，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｓｔｅｅｌ　ｐｌａｔｅｓ　ｈａｖｅ　ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ　ｗｅｌｄａｂｉｌｉｔｙ．　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｓ４２０Ｇ２＋Ｍ—Ｚ３５，Ｕｌｔｒａ—ｔｈｉｃｋ　Ｐｌａｔｅｓ，Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　Ｄｅｓｉｎ，Ｐｒｏｃｅｓｓｇ　Ｄｅｓｉｇｎ　

前言　

钢铁作为海洋工程装备的关键结构材料，广泛　

应用于海上风电、生产平台以及海底管道等。海上　

结构用钢板的服役环境恶劣，不仅要经受风暴、海　

目前海洋工程用钢遵循的四大国际标准，即　

ＥＮ１０２２５和ＢＳ７１９１（欧洲标准）、ＡＰＩ（美国标准）、　

Ｎｏｍｏｋ（北海标准），而标准ＥＮ　１０２２５：２００９《固定式　

海上结构之可焊接结构钢》，适用于海上结构使用的　

钢材。即专为海上环境使用的钢材，在海上结构中应　

用广泛阳］。￥４２０Ｇ２＋Ｍ—Ｚ３５属ＢＳ　ＥＮ１０２２５标准中　

牌号，其对钢板强度、低温冲击、厚度方向（Ｚ向）性　

能、内部质量、外形尺寸等要求很高，同时还要求可　

焊性、ＣＴＯＤ等性能，生产技术难度非常大。结合海　

浪、潮流等各种恶劣海况条件，还必须充分考虑海　

水、海底地震、低温等自然力的侵蚀和破坏，对钢板　

的强度、低温冲击韧性、抗层状撕裂性能、焊接性能　

等提出了很高的要求。这就需要对钢板原材料开始　

进行严格质量把控，确保在长期的极限状态下质量　

的安全稳定，其采用的钢板逐渐向高强度、高韧性、　

上结构越来越向深海发展的需求，南钢借助于大厚　

度连板铸坯、５０００　ｍｉｌｌ宽厚板轧机的技术及装备优　

势，采用低碳合金钢成分设计以及ＴＭＣＰ工艺设计，　

易焊接性、良好的耐腐蚀性以及大厚度、大规格化方　

向发展［１　］。　

２　南钢科技与管理　

１．１标准要求　

２０１８年第２期　

成功开发了８０　ｍｍ￥４２０Ｇ２＋Ｍ－Ｚ３５特厚板．实物质　

量水平超过了ＥＮ１０２２５标准的技术要求，成为目前　

国内为数不多具备批量供货能力的厂家之一。　

Ｓ４２０Ｇ２＋Ｍ—Ｚ３５成分及力学性能要求满足欧标　

ＢＳ　ＥＮ１０２２５，同时满足标准ＥＮ１０１６４中Ｚ３５性能要　

求，８０　ｍｌＴｌ厚￥４２０Ｇ２＋Ｍ－Ｚ３５钢板的化学成分和力　

１　８０ｒａｍ　Ｓ４２０Ｇ２＋Ｍ—Ｚ３５特厚钢板的开发　

学性能要求分别见表１和表２。　

表１　Ｓ４２０Ｇ２＋Ｍ—Ｚ３５钢板的化学成分ｗｔ／％　

厚度１／２处一４０　ｃｃ　

厚度／ｍｍ　ＲｅＨ／ＭＰａ　Ｒｍ／ＭＰａ　ＲｅＨ／Ｒｍ　Ａ／％

８０　≥３８０　４８０—６４０　≤０．９０　≥１９　

厚度方向性能　

——　

横向冲击Ａｋｖ／Ｊ　断面收缩率（％）　ｚ向抗拉强度（ＭＰａ）　

≥６０　≥３５　≥３８４　

１．２成分设计　

Ｓ４２０Ｇ２＋Ｍ—Ｚ３５结构钢特厚板不但要求较高的　

强度和塑性、良好的抗层状撕裂性能及一４０℃低温　

适当的Ｍｎ、Ｓｉ、Ｃｒ元素增加钢的强度；通过Ｎｂ、Ｔｉ等　

微合金元素的细晶强化、析出强化作用来提高强度　

及塑韧性能：添加适量Ｎｉ合金元素提高低温冲击性　

能；冶炼时低Ｐ、低ｓ控制进一步提高综合性能。具　

体成分设计见表３。　

冲击性能，还要求优异的焊接、ＣＴＯＤ等性能。具体　

成分设计：低Ｃ及低Ｐｅｒｕ提高低温韧性、焊接性能；　

表３　Ｓ４２０Ｇ２＋Ｍ—Ｚ３５钢板的成分设计ｗｔ／％　

１．３工艺设计　

为保证轧制钢板的性能满足标准的各项要求，　

特别是厚度１／２处低温冲击要求．要求保证轧制压　

缩比在４倍以上，工艺设计采用３２０　ｍｍ大厚度连铸　

１．４轧制工艺　

轧制工艺采用再结晶、非再结晶两阶段轧制。再　

结晶阶段采用高温低速大压下轧制工艺，加大粗轧　

最后２道次的变形量，变形更容易向心部渗透，减轻　

偏析对钢板综合性能的影响；非再结晶阶段开轧温　

度≤８２０℃，避开混晶区轧制，增加奥氏体累计变形　

板坯，充分发挥南钢５０００　ｍｍ宽厚板轧机技术装备　

优势，使得轧制变形渗透至钢板心部，进而改善特厚　

钢板的综合性能。　

具体生产工艺路线：铁水预处理一转炉冶炼一　

ＬＦ精炼一ＲＨ精炼一连铸一铸坯缓冷一加热一除鳞　

一粗轧一精轧一钢板缓冷一探伤一切割一检验一标　

量；轧后钢板采用超快冷加速冷却，钢板下线后及时　

进行堆垛缓冷，可降低钢板中氢的质量分数，改善钢　

板探伤缺陷，并充分释放冷却产生的残余应力，提高　

板型质量。　

识一合格品入库。　

２０１８年第２期　

２产品性能　

２．１　力学性能　

南钢科技与管理　３　

１／２处冲击性能、厚度方向性能检验，同时进行了　

猢瑚瑚　瑚　

ＰＷＨＴ（模拟焊后热处理）相关性能检验对比，ＰＷＨＴ　

ｍ　啪

工艺：试样进行５８０￣２０℃温度条件下保温４小时，　

８０　ｍｍ厚Ｓ４２０Ｇ２＋Ｍ—Ｚ３５钢板进行相关力学性　

检验结果见表４。　

能检验，按标准进行钢板厚度１／４处横向拉伸、厚度　

表４　Ｓ４２０Ｇ２＋Ｍ—Ｚ３５钢板的力学性能　

从表４可以看出，钢板的屈服强度富裕量都在　从图１可以看出，钢板一６０℃低温冲击性能优异，温　

度低于一７０℃时冲击韧性出现转折．钢板低温韧性　

性能优良，可服役于海上低温恶劣环境。　

４０　ＭＰａ以上，抗拉强度富裕量都在５０　ＭＰａ以上．厚　

度１／２处一４Ｏ℃冲击值在２００　Ｊ以上，厚度方向性能　

达到标准ＥＮ１０１６４中Ｚ３５性能要求。钢板及试样　

ＰＷＨＴ后完全满足ＢＳ　ＥＮ１０２２５的各项指标要求。　

为进一步开展８０　ｍｍ　Ｓ４２０Ｇ２＋Ｍ—Ｚ３５低温韧性　

的研究，进行了一２０℃、一４０℃、一５０℃、一６０℃、　

一

２．２焊接性能　

按ＢＳ　ＥＮ１０２２５标准附件Ｅ进行试验焊接．采取　

埋弧焊（ＳＡＷ）热输入量为５．０　ｋＪ／ｍｍ，焊接接头的拉　

伸试验、弯曲试验结果满足标准要求。焊接接头低温　

韧性优异。检验结果见表５。　

７０℃、一８０℃系列温度冲击试验，检验结果见图１。　

按ＢＳ　ＥＮ１０２２５标准附件Ｆ进行焊接试验．分别　

进行无预热、预热１２５℃条件下的堆焊试验，测得　

ＨＡＺ硬度最大值２８８　ＨＶ１０、２９６　ＨＶ１０，表明该钢板　

ＨＡＺ淬硬倾向低，钢板可焊性较好［４］。　

岿　

是　

警－　

２．３探伤质量　

为分析低压缩比、连铸坯轧制工艺生产的特厚　

钢板内部质量，采用ＥＮ１０１６０标准方法对８０　ｍｍ厚　

Ｓ４２０Ｇ２＋Ｍ—Ｚ３５钢板进行超声波无损检测探伤，探　

伤结果显示，试制钢板的探伤结果全部满足标准　

温度／℃　

￥２Ｅ３级要求，表明钢板内部质量良好。钢板全厚度　

图１　Ｓ４２０Ｇ２＋Ｍ—Ｚ３５钢板的系列温度冲击试验　

方向没有影响用户使用的缺陷。　

４　南钢科技与管理　

表５　Ｓ４２０Ｇ２＋Ｍ—Ｚ３５钢板焊接接头冲击韧性　

２．４金相组织　

通过比　！Ｉｌ｝＿微镜观察钢板微观组织特点，对　

８０　Ｈ帅厚￥４２０Ｇ２＋Ｍ—Ｚ３５钢板进ｉ　ｒ令　度金Ｓｔｉｆ［　

织分析，　２为钢板金卡Ｉ　ｉ织彤貌　

图２　Ｓ４２０Ｇ２＋Ｍ—Ｚ３５铜板的金相纽织（ａ）１／４厚度处（｝，）１／２厚度处　

从　２町以彳亍…ｔ，８０　ｎｌｎｌ厚Ｓ４２０Ｇ２＋Ｍ—Ｚ３５钢　

焊接及ＣＴＯＤ等综合性能优　，僻刮的钢板综合ｒ　

能优良，适Ｊ｝ｊ丁海　占构的复杂服役环境　

板金卡Ｈ组织ｔ要为铁索体和少量珠光体组织．品　

度８．５～１０．５级，组织总体较为均匀及细小。　

参考文献：　

３　结论　

Ｉ｛！ｉ钢通过低碳合金钢成分设计以及ＴＭＣＰ　ｒ艺　

设　‘，成功研发ｒ　８０　ＩＩ１１１１￥４２０Ｇ２＋Ｍ—Ｚ３５海上风电　

Ｊ｛ｊ特厚钢板，　检测钢板各项性能指标满足　

［１］ｌ！彦锋，畅永达，乍徉斜等．海Ｉ　塔僻桃川尚顷　

特脬钢板的　产ｆｊｌ质艟控制．轧钢．２０１３（３）：１１—１５．　

［２］高　福，李灿明，　建默等菜，制￥３５５ＮＩ　海Ｉ　

台Ｊ｛】特厚钢板的　发试制．１ｌ　Ｊ尔冶金．２０１３（５）：１—３

．　

ＢＳ　ＥＮｌ（）２２５标准及川广ｔ要求，一４０℃低温冲　功平　

均ｆｆｆ人　：２００　Ｊ，厚度　向断面收缩率平均值大丁　

５０％，探伤满足ＥＮ１０１６０标准￥２Ｅ３级要求，钢板的　

［３］莪维，张忠勤，欧洲海洋　台川　板　种＾乏Ｉ‘艺　

的发展．建筑钢结中勾进展．２０１２（１２）：８－９　

［４］李敏，　，徐洪Ｊ人，海洋平　川５３５５Ｇ１０＋Ｍ　

钢板的焊接性研究．宽厚板．２０１４（１２）：６一Ｉ１．　

2024年5月12日发(作者：常语诗)

２０１８年第２期　南钢科技与管理　

海上结构用Ｓ４２０Ｇ２＋Ｍ—Ｚ３５钢板的研制与开发　

潘中德　

（板材事业部）　

摘　要：通过低碳合金钢成分设计以及ＴＭＣＰ工艺设计，南钢成功研发了８Ｏ　ｍｍ　Ｓ４２０Ｇ２＋Ｍ—Ｚ３５海上结构用　

特厚钢板。经检测钢板各项性能指标满足ＢＳＥＮ１０２２５标准，钢板厚度１／２处一４Ｏ℃低温冲击功平均值大于　

２００　Ｊ，厚度方向断面收缩率平均值大于５０％，探伤满足ＥＮＩＯ１６０标准￥２Ｅ３级要求，钢板的焊接性能优异。　

关键词：Ｓ４２０Ｇ２＋Ｍ—Ｚ３５特厚钢板成分设计工艺设计　

Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ａｎｄ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　Ｓｔｅｅｌ　Ｐｌａｔｅ　Ｓ４２０Ｇ２＋Ｍ－Ｚ３５　

ｆｏｒ　Ｏｆｆｓｈｏｒｅ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　

Ｐａｎ　Ｚｈｏｎｇｄｅ　

（Ｐｌａｔｅ　Ｂｕｓｉｎｅｓｓ　Ｕｎｉｔ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＮＩＳＣＯ　ｈａｄ　ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙ　ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ　８０　ｍｍ　ｔｈｉｃｋ　ｕｌｔｒａ—ｔｈｉｃｋ　ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ　ｓｔｅｅｌ　ｐｌａｔｅ　Ｓ４２０Ｇ２＋Ｍ—Ｚ３５　ｆｏｒ　ｏｆｆｓｈｏｒｅ　

ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｌｏｗ　ｃａｒｂｏｎ　ａｌｌｏｙ　ｓｔｅｅｌ　ａｎｄ　ＴＭＣＰ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｄｅｓｉｎ．Ｔｈｅ　ｔｅｓｔｇ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗｅｄ　

ｔｈａｔ　ａｌｌ　ｔｈｅ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｓａｔｉｓｆｙ　ｓｔａｎｄａｒｄ　ＢＳＥＮ１０２２５．Ｔｈｅ　ａｖｅｒａｇｅ　ｉｍｐａｃｔ　ｅｎｅｒｇｙ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｍｉｄｄｌｅ　ａｌｏｎｇ　ｔｈｅ　ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ　ａｔ　ｔｅｍ－　

ｐｅｒａｔｕｒｅ　ｏｆ一４０％ｉｓ　ｏｖｅｒ　２００　Ｊ，ｗｈｉｌｅ　ｔｈｅ　ａｖｅｒａｇｅ　ｏｆ　ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ａｒｅａ　ａｌｏｎｇ　ｔｈｅ　ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ　ｉｓ　ｏｖｅｒ　５０％．Ｔｈｅ　ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　

ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓａｔｉｓｆｙ￥２Ｅ３　ｏｆ　ｓｔａｎｄａｒｄ　ＥＮ１０１６０，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｓｔｅｅｌ　ｐｌａｔｅｓ　ｈａｖｅ　ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ　ｗｅｌｄａｂｉｌｉｔｙ．　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｓ４２０Ｇ２＋Ｍ—Ｚ３５，Ｕｌｔｒａ—ｔｈｉｃｋ　Ｐｌａｔｅｓ，Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　Ｄｅｓｉｎ，Ｐｒｏｃｅｓｓｇ　Ｄｅｓｉｇｎ　

前言　

钢铁作为海洋工程装备的关键结构材料，广泛　

应用于海上风电、生产平台以及海底管道等。海上　

结构用钢板的服役环境恶劣，不仅要经受风暴、海　

目前海洋工程用钢遵循的四大国际标准，即　

ＥＮ１０２２５和ＢＳ７１９１（欧洲标准）、ＡＰＩ（美国标准）、　

Ｎｏｍｏｋ（北海标准），而标准ＥＮ　１０２２５：２００９《固定式　

海上结构之可焊接结构钢》，适用于海上结构使用的　

钢材。即专为海上环境使用的钢材，在海上结构中应　

用广泛阳］。￥４２０Ｇ２＋Ｍ—Ｚ３５属ＢＳ　ＥＮ１０２２５标准中　

牌号，其对钢板强度、低温冲击、厚度方向（Ｚ向）性　

能、内部质量、外形尺寸等要求很高，同时还要求可　

焊性、ＣＴＯＤ等性能，生产技术难度非常大。结合海　

浪、潮流等各种恶劣海况条件，还必须充分考虑海　

水、海底地震、低温等自然力的侵蚀和破坏，对钢板　

的强度、低温冲击韧性、抗层状撕裂性能、焊接性能　

等提出了很高的要求。这就需要对钢板原材料开始　

进行严格质量把控，确保在长期的极限状态下质量　

的安全稳定，其采用的钢板逐渐向高强度、高韧性、　

上结构越来越向深海发展的需求，南钢借助于大厚　

度连板铸坯、５０００　ｍｉｌｌ宽厚板轧机的技术及装备优　

势，采用低碳合金钢成分设计以及ＴＭＣＰ工艺设计，　

易焊接性、良好的耐腐蚀性以及大厚度、大规格化方　

向发展［１　］。　

２　南钢科技与管理　

１．１标准要求　

２０１８年第２期　

成功开发了８０　ｍｍ￥４２０Ｇ２＋Ｍ－Ｚ３５特厚板．实物质　

量水平超过了ＥＮ１０２２５标准的技术要求，成为目前　

国内为数不多具备批量供货能力的厂家之一。　

Ｓ４２０Ｇ２＋Ｍ—Ｚ３５成分及力学性能要求满足欧标　

ＢＳ　ＥＮ１０２２５，同时满足标准ＥＮ１０１６４中Ｚ３５性能要　

求，８０　ｍｌＴｌ厚￥４２０Ｇ２＋Ｍ－Ｚ３５钢板的化学成分和力　

１　８０ｒａｍ　Ｓ４２０Ｇ２＋Ｍ—Ｚ３５特厚钢板的开发　

学性能要求分别见表１和表２。　

表１　Ｓ４２０Ｇ２＋Ｍ—Ｚ３５钢板的化学成分ｗｔ／％　

厚度１／２处一４０　ｃｃ　

厚度／ｍｍ　ＲｅＨ／ＭＰａ　Ｒｍ／ＭＰａ　ＲｅＨ／Ｒｍ　Ａ／％

８０　≥３８０　４８０—６４０　≤０．９０　≥１９　

厚度方向性能　

——　

横向冲击Ａｋｖ／Ｊ　断面收缩率（％）　ｚ向抗拉强度（ＭＰａ）　

≥６０　≥３５　≥３８４　

１．２成分设计　

Ｓ４２０Ｇ２＋Ｍ—Ｚ３５结构钢特厚板不但要求较高的　

强度和塑性、良好的抗层状撕裂性能及一４０℃低温　

适当的Ｍｎ、Ｓｉ、Ｃｒ元素增加钢的强度；通过Ｎｂ、Ｔｉ等　

微合金元素的细晶强化、析出强化作用来提高强度　

及塑韧性能：添加适量Ｎｉ合金元素提高低温冲击性　

能；冶炼时低Ｐ、低ｓ控制进一步提高综合性能。具　

体成分设计见表３。　

冲击性能，还要求优异的焊接、ＣＴＯＤ等性能。具体　

成分设计：低Ｃ及低Ｐｅｒｕ提高低温韧性、焊接性能；　

表３　Ｓ４２０Ｇ２＋Ｍ—Ｚ３５钢板的成分设计ｗｔ／％　

１．３工艺设计　

为保证轧制钢板的性能满足标准的各项要求，　

特别是厚度１／２处低温冲击要求．要求保证轧制压　

缩比在４倍以上，工艺设计采用３２０　ｍｍ大厚度连铸　

１．４轧制工艺　

轧制工艺采用再结晶、非再结晶两阶段轧制。再　

结晶阶段采用高温低速大压下轧制工艺，加大粗轧　

最后２道次的变形量，变形更容易向心部渗透，减轻　

偏析对钢板综合性能的影响；非再结晶阶段开轧温　

度≤８２０℃，避开混晶区轧制，增加奥氏体累计变形　

板坯，充分发挥南钢５０００　ｍｍ宽厚板轧机技术装备　

优势，使得轧制变形渗透至钢板心部，进而改善特厚　

钢板的综合性能。　

具体生产工艺路线：铁水预处理一转炉冶炼一　

ＬＦ精炼一ＲＨ精炼一连铸一铸坯缓冷一加热一除鳞　

一粗轧一精轧一钢板缓冷一探伤一切割一检验一标　

量；轧后钢板采用超快冷加速冷却，钢板下线后及时　

进行堆垛缓冷，可降低钢板中氢的质量分数，改善钢　

板探伤缺陷，并充分释放冷却产生的残余应力，提高　

板型质量。　

识一合格品入库。　

２０１８年第２期　

２产品性能　

２．１　力学性能　

南钢科技与管理　３　

１／２处冲击性能、厚度方向性能检验，同时进行了　

猢瑚瑚　瑚　

ＰＷＨＴ（模拟焊后热处理）相关性能检验对比，ＰＷＨＴ　

ｍ　啪

工艺：试样进行５８０￣２０℃温度条件下保温４小时，　

８０　ｍｍ厚Ｓ４２０Ｇ２＋Ｍ—Ｚ３５钢板进行相关力学性　

检验结果见表４。　

能检验，按标准进行钢板厚度１／４处横向拉伸、厚度　

表４　Ｓ４２０Ｇ２＋Ｍ—Ｚ３５钢板的力学性能　

从表４可以看出，钢板的屈服强度富裕量都在　从图１可以看出，钢板一６０℃低温冲击性能优异，温　

度低于一７０℃时冲击韧性出现转折．钢板低温韧性　

性能优良，可服役于海上低温恶劣环境。　

４０　ＭＰａ以上，抗拉强度富裕量都在５０　ＭＰａ以上．厚　

度１／２处一４Ｏ℃冲击值在２００　Ｊ以上，厚度方向性能　

达到标准ＥＮ１０１６４中Ｚ３５性能要求。钢板及试样　

ＰＷＨＴ后完全满足ＢＳ　ＥＮ１０２２５的各项指标要求。　

为进一步开展８０　ｍｍ　Ｓ４２０Ｇ２＋Ｍ—Ｚ３５低温韧性　

的研究，进行了一２０℃、一４０℃、一５０℃、一６０℃、　

一

２．２焊接性能　

按ＢＳ　ＥＮ１０２２５标准附件Ｅ进行试验焊接．采取　

埋弧焊（ＳＡＷ）热输入量为５．０　ｋＪ／ｍｍ，焊接接头的拉　

伸试验、弯曲试验结果满足标准要求。焊接接头低温　

韧性优异。检验结果见表５。　

７０℃、一８０℃系列温度冲击试验，检验结果见图１。　

按ＢＳ　ＥＮ１０２２５标准附件Ｆ进行焊接试验．分别　

进行无预热、预热１２５℃条件下的堆焊试验，测得　

ＨＡＺ硬度最大值２８８　ＨＶ１０、２９６　ＨＶ１０，表明该钢板　

ＨＡＺ淬硬倾向低，钢板可焊性较好［４］。　

岿　

是　

警－　

２．３探伤质量　

为分析低压缩比、连铸坯轧制工艺生产的特厚　

钢板内部质量，采用ＥＮ１０１６０标准方法对８０　ｍｍ厚　

Ｓ４２０Ｇ２＋Ｍ—Ｚ３５钢板进行超声波无损检测探伤，探　

伤结果显示，试制钢板的探伤结果全部满足标准　

温度／℃　

￥２Ｅ３级要求，表明钢板内部质量良好。钢板全厚度　

图１　Ｓ４２０Ｇ２＋Ｍ—Ｚ３５钢板的系列温度冲击试验　

方向没有影响用户使用的缺陷。　

４　南钢科技与管理　

表５　Ｓ４２０Ｇ２＋Ｍ—Ｚ３５钢板焊接接头冲击韧性　

２．４金相组织　

通过比　！Ｉｌ｝＿微镜观察钢板微观组织特点，对　

８０　Ｈ帅厚￥４２０Ｇ２＋Ｍ—Ｚ３５钢板进ｉ　ｒ令　度金Ｓｔｉｆ［　

织分析，　２为钢板金卡Ｉ　ｉ织彤貌　

图２　Ｓ４２０Ｇ２＋Ｍ—Ｚ３５铜板的金相纽织（ａ）１／４厚度处（｝，）１／２厚度处　

从　２町以彳亍…ｔ，８０　ｎｌｎｌ厚Ｓ４２０Ｇ２＋Ｍ—Ｚ３５钢　

焊接及ＣＴＯＤ等综合性能优　，僻刮的钢板综合ｒ　

能优良，适Ｊ｝ｊ丁海　占构的复杂服役环境　

板金卡Ｈ组织ｔ要为铁索体和少量珠光体组织．品　

度８．５～１０．５级，组织总体较为均匀及细小。　

参考文献：　

３　结论　

Ｉ｛！ｉ钢通过低碳合金钢成分设计以及ＴＭＣＰ　ｒ艺　

设　‘，成功研发ｒ　８０　ＩＩ１１１１￥４２０Ｇ２＋Ｍ—Ｚ３５海上风电　

Ｊ｛ｊ特厚钢板，　检测钢板各项性能指标满足　

［１］ｌ！彦锋，畅永达，乍徉斜等．海Ｉ　塔僻桃川尚顷　

特脬钢板的　产ｆｊｌ质艟控制．轧钢．２０１３（３）：１１—１５．　

［２］高　福，李灿明，　建默等菜，制￥３５５ＮＩ　海Ｉ　

台Ｊ｛】特厚钢板的　发试制．１ｌ　Ｊ尔冶金．２０１３（５）：１—３

．　

ＢＳ　ＥＮｌ（）２２５标准及川广ｔ要求，一４０℃低温冲　功平　

均ｆｆｆ人　：２００　Ｊ，厚度　向断面收缩率平均值大丁　

５０％，探伤满足ＥＮ１０１６０标准￥２Ｅ３级要求，钢板的　

［３］莪维，张忠勤，欧洲海洋　台川　板　种＾乏Ｉ‘艺　

的发展．建筑钢结中勾进展．２０１２（１２）：８－９　

［４］李敏，　，徐洪Ｊ人，海洋平　川５３５５Ｇ１０＋Ｍ　

钢板的焊接性研究．宽厚板．２０１４（１２）：６一Ｉ１．