【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及可承受150kj/cm大热输入焊接的高屈服强度钢板，尤其涉及一种大热输入焊接用e级钢板及其制备方法。
技术介绍
1、随着世界经济社会的持续稳定发展，在桥梁、建筑、造船、海洋工程、输油管线、石油储罐等装备制造领域，钢结构的大型化、高参数、安全性成为必然趋势，高性能、易焊接中厚板的需求量不断扩大。焊接技术作为钢结构装配制造的主要手段，在各行各业得到了广泛应用。为兼顾焊接效率和生产成本，中厚板的焊接往往采用双丝或多丝埋弧焊、窄间隙埋弧焊、气电立焊和电渣焊等常见的大热输入焊接方法(焊接热输入不小于50kj/cm)。但是，在大热输入焊接条件下，普通中厚板的焊接粗晶热影响区(cghaz)奥氏体晶粒严重长大、组织粗大，易出现粗晶脆化现象；在晶粒内部容易出现魏氏组织、侧板条铁素体、粗大粒状贝氏体、硬脆相m/a组元等组织，造成局部脆化形象，导致其低温冲击韧性恶化。这成为制约生产效率及工程质量可靠性的关键问题。
2、为了解决上述问题，众多专家学者在大热输入焊接用钢板粗晶热影响区的冲击韧性调控方面，已进行了如下有益探索。
3、因较高的熔点与钉扎原奥氏体晶界的作用，tin沉淀粒子能够细化高温组织，改善冲击韧性，使其成为大热输入焊接用钢最早的调控手段。但是当温度超过1400℃，tin粒子会迅速溶解于基体，从而丧失对奥氏体晶粒尺寸的有效控制。为此，研究人员提出氧化物冶金技术，即通过调控mg、ca、zr、w、sn等合金元素含量，严格控制o含量，在钢中形成细小弥散的夹杂物控制奥氏体晶粒尺寸长大，同时夹杂物作为形核质点促进韧
4、为降低生产成本，提高供货能力，研究人员提出钢中增n以促进vn、(v,ti)n、bn等粒子析出，增加针状/块状铁素体形核质点，提高针状/块状铁素体含量从而改善haz韧性。但钢中自由n含量的上升会引发钢板时效问题，阻碍了该技术的工程实际应用。
5、综上所述，虽然前人在大热输入焊接用钢方向有过较多研究，但在大热输入焊接过程中，有效控制合金元素析出粒子钉扎原奥氏体晶界以细化高温组织，相变过程中为韧性相针状/块状铁素体提供有利形核质点，从而提高钢板的耐大热输入焊接性能成为本领域亟待解决的难题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种可承受150kj/cm大热输入焊接的高屈服强度e级钢板及其制备方法。本专利技术提供的e级钢板具备优异的耐大热输入焊接性能，可承受焊接热输入150kj/cm，且屈服强度不小于420mpa。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
3、本专利技术提供了一种可承受150kj/cm大热输入焊接的高屈服强度e级钢板，化学成分按质量百分比计为：c 0.04％～0.12％、si 0.10％～0.35％、mn1.45％～1.58％、p≤0.015％、s≤0.005％、ni≤0.24％、cu≤0.18％、mo≤0.15％、nb 0.010％～0.090％、ti0.005％～0.030％、b 0.0005％～0.0035％、al0.005％～0.045％、ce≤0.0100％、n0.0030％～0.0080％、o 0.0005％～0.0030％和余量的fe；
4、所述ti、nb、b、c和n的含量满足以下条件：0.25％≤9.91ti+7.46nb+0.05b+0.20c+0.08n≤0.55％。
5、优选地，化学成分按质量百分比计为：c 0.05％～0.10％、si 0.15％～0.33％、mn1.47％～1.57％、p≤0.015％、s≤0.005％、ni 0.05％～0.22％、cu0.03％～0.15％、mo0.04％～0.11％、nb 0.026％～0.042％、ti 0.008％～0.024％、b 0.0007％～0.0025％、al 0.011％～0.025％、ce 0.0018％～0.0065％、n0.0033％～0.005％、o 0.001％～0.0029％和余量的fe。
6、优选地，化学成分按质量百分比计为：c 0.06％～0.09％、si 0.15％～0.27％、mn1.48％～1.56％、p≤0.015％、s≤0.005％、ni 0.05％～0.21％、cu0.04％～0.09％、mo0.04％～0.07％、nb 0.028％～0.035％、ti 0.011％～0.021％、b 0.0009％～0.0023％、al 0.018％～0.025％、ce 0.0018％～0.0046％、n0.0035％～0.0045％、o 0.0012％～0.0017％和余量的fe。
7、优选地，所述ti、nb、b、c和n的含量满足以下条件：0.35％≤9.91ti+7.46nb+0.05b+0.20c+0.08n≤0.45％。
8、本专利技术还提供了上述技术方案所述可承受150kj/cm大热输入焊接的高屈服强度e级钢板的制备方法，包括以下步骤：
9、将合金原料依次进行熔炼、连铸、粗轧和精轧，得到可承受150kj/cm大热输入焊接的高屈服强度e级钢板。
10、优选地，所述连铸完成后粗轧前还包括保温。
11、优选地，所述保温的温度为1050～1300℃，所述保温的时间为1～3h。
12、优选地，所述粗轧的温度为1000～1050℃，所述粗轧的道次为3～5道次，所述粗轧的总压下率不低于55％。
13、优选地，所述精轧的温度为750～950℃，所述精轧的道次为4～6道次，所述单道次的压下率≥8％。
14、优选地，所述精轧的末三道次的总压下率≥40％。
15、本专利技术提供了一种可承受150kj/cm大热输入焊接的高屈服强度e级钢板，化学成分按质量百分比计为：c 0.04％～0.12％、si 0.10％～0.35％、mn1.45％～1.58％、p≤0.015％、s≤0.005％、ni≤0.24％、cu≤0.18％、mo≤0.15％、nb 0.010％～0.090％、ti0.005％～0.030％、b 0.0005％～0.0035％、al0.005％～0.045％、ce≤0.0100％、n0.0030％～0.0080％、o 0.0005％～0.0030％和余量的fe；所述ti、nb、b、c和n的含量满足以下条件：0.25％≤9.91ti+7.46nb+0.05b+0.20c+0.08n≤0.55％。本专利技术通过优化合金元素配比，并控制钢板的化学成分满足上述关系式，能够在钢板热影响区中构建具备纳米级析出粒子钉扎原奥氏体晶界与微米级析出粒子促进针状/块状铁素体异质形核形成“网篮状”韧性结构的控制体系，从而提高了钢板的耐大热输入焊接性能。实验结果表明，本专利技术提供的e级钢板屈服强度不低于420mpa，抗拉强度不本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种可承受150kJ/cm大热输入焊接的高屈服强度E级钢板，化学成分按质量百分比计为：C 0.04％～0.12％、Si 0.10％～0.35％、Mn 1.45％～1.58％、P≤0.015％、S≤0.005％、Ni≤0.24％、Cu≤0.18％、Mo≤0.15％、Nb0.010％～0.090％、Ti 0.005％～0.030％、B 0.0005％～0.0035％、Al0.005％～0.045％、Ce≤0.0100％、N 0.0030％～0.0080％、O 0.0005％～0.0030％和余量的Fe；
2.根据权利要求1所述的高屈服强度E级钢板，其特征在于，化学成分按质量百分比计为：C 0.05％～0.10％、Si 0.15％～0.33％、Mn 1.47％～1.57％、P≤0.015％、S≤0.005％、Ni 0.05％～0.22％、Cu 0.03％～0.15％、Mo0.04％～0.11％、Nb 0.026％～0.042％、Ti 0.008％～0.024％、B 0.0007％～0.0025％、Al 0.011％～0.025％、Ce0.0018％～0.0065％、N
3.根据权利要求2所述的高屈服强度E级钢板，其特征在于，化学成分按质量百分比计为：C 0.06％～0.09％、Si 0.15％～0.27％、Mn 1.48％～1.56％、P≤0.015％、S≤0.005％、Ni 0.05％～0.21％、Cu 0.04％～0.09％、Mo0.04％～0.07％、Nb 0.028％～0.035％、Ti 0.011％～0.021％、B 0.0009％～0.0023％、Al 0.018％～0.025％、Ce0.0018％～0.0046％、N 0.0035％～0.0045％、O0.0012％～0.0017％和余量的Fe。
4.根据权利要求1～3任意一项所述的高屈服强度E级钢板，其特征在于，所述Ti、Nb、B、C和N的含量满足以下条件：0.35％≤9.91Ti+7.46Nb+0.05B+0.20C+0.08N≤0.45％。
5.权利要求1～4任意一项所述可承受150kJ/cm大热输入焊接的高屈服强度E级钢板的制备方法，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述连铸完成后粗轧前还包括保温。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述保温的温度为1050～1300℃，所述保温的时间为1～3h。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述粗轧的温度为1000～1050℃，所述粗轧的道次为3～5道次，所述粗轧的总压下率不低于55％。
9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述精轧的温度为750～950℃，所述精轧的道次为4～6道次，所述单道次的压下率≥8％。
10.根据权利要求5或9所述的制备方法，其特征在于，所述精轧的末三道次的总压下率≥40％。
...【技术特征摘要】
1.一种可承受150kj/cm大热输入焊接的高屈服强度e级钢板，化学成分按质量百分比计为：c 0.04％～0.12％、si 0.10％～0.35％、mn 1.45％～1.58％、p≤0.015％、s≤0.005％、ni≤0.24％、cu≤0.18％、mo≤0.15％、nb0.010％～0.090％、ti 0.005％～0.030％、b 0.0005％～0.0035％、al0.005％～0.045％、ce≤0.0100％、n 0.0030％～0.0080％、o 0.0005％～0.0030％和余量的fe；
2.根据权利要求1所述的高屈服强度e级钢板，其特征在于，化学成分按质量百分比计为：c 0.05％～0.10％、si 0.15％～0.33％、mn 1.47％～1.57％、p≤0.015％、s≤0.005％、ni 0.05％～0.22％、cu 0.03％～0.15％、mo0.04％～0.11％、nb 0.026％～0.042％、ti 0.008％～0.024％、b 0.0007％～0.0025％、al 0.011％～0.025％、ce0.0018％～0.0065％、n 0.0033％～0.005％、o0.001％～0.0029％和余量的fe。
3.根据权利要求2所述的高屈服强度e级钢板，其特征在于，化学成分按质量百分比计为：c 0.06％～0.09％、si 0.15％～0.27％、mn 1.48％～1.56％、p≤0.015％、s≤0.005％、ni 0.0...
【专利技术属性】
技术研发人员：王青峰，何江里，刘日平，胡兵，王秋鸣，杨啸雨，赵丽洋，连鸿瑜，赵雅婷，魏旭，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：
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