【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及大热输入焊接用钢板，尤其涉及一种可承受100kj/cm大热输入焊接的高屈服强度e级钢板及其制备方法。
技术介绍
1、随着经济社会的发展，高层建筑、能源储运、船舶和海洋工程等各领域的结构构造不断向高强度化和大型化发展，所需钢板的强度和厚度大幅度增加，在此背景下，大型钢制结构的建造逐渐采用能够实施大线能量焊接的焊接工艺技术，使制造效率大幅度提高。而传统钢材在大线能量焊接条件下焊接接头会低温韧性严重降低，成为制约生产效率及工程质量可靠性的关键问题。目前国内外均在大力开发大线能量焊接用钢，防止焊接过程热影响区性能的恶化是开发大线能量焊接用钢的关键。
2、大热输入焊接过程具有峰值温度高，高温停留时间长等特点。融合线附近的粗晶热影响区会出现奥氏体晶粒异常长大并且组织严重粗化等问题。因此防止大热输入焊接后焊接接头低温韧性降低可以通过控制热影响区组织与奥氏体晶粒尺寸实现。
3、传统的v-ti-n技术通过增加n的含量控制钢中ti与n的比例使钢中产生大量的tin粒子，利用tin在焊接热循环过程中对奥氏体晶粒的钉扎作用，阻止奥氏体晶粒长大，并同时利用v(c,n)在晶粒内部促进针状铁素体形核，改善晶粒内部组织。但是该种技术往往将n含量增加至100ppm以上，过高的n含量会在钢中产生大量的自由n，会严重影响大热输入焊接性能。过高的n含量还会影响钢的时效性能，因此此技术仅停留在实验室研究阶段，并无实际应用实例。
4、如何避免n含量增加带来的时效问题，同时确保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100kj/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100kj/cm，且屈服强度不小于370mpa。
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100kj/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：c0.04％～0.12％、si0.10％～0.35％、mn1.20％～1.42％、p≤0.015％、s≤0.005％、ni≤0.09％、cu≤0.07％、mo≤0.06％、v0.01％～0.09％、ti0.005％～0.030％、al0.005％～0.025％、ce≤0.002％、n0.0045％～0.0080％、o0.0005％～0.0030％和余量的fe；
4、所述ti、v、c和n的含量满足以下条件：0.06％≤2.35ti+0.31v+0.02c+0.02n≤0.08％。
5、优选地，化学成分按质量百分比计为：c0.05％～0.11％、si0.15％～0.26％、mn1.21％～1.41％、p≤0.015％、s≤0.005％、ni0.01％～0.08％、cu0.01％～0.06％、mo0.01％～0.06％、v0.046％～0.087％、ti0.015％～0.025％、al0.006％～0.023％、ce0.0005％～0.0017％、n0.005％～0.0075％、o0.0016％～0.0025％和余量的fe。
6、优选地，化学成分按质量百分比计为：c0.06％～0.10％、si0.16％～0.25％、mn1.25％～1.38％、p≤0.015％、s≤0.005％、ni0.03％～0.07％、cu0.02％～0.05％、mo0.02％～0.05％、v0.056％～0.081％、ti0.016％～0.024％、al0.015％～0.018％、ce0.0011％～0.0015％、n0.006％～0.007％、o0.0017％～0.0024％和余量的fe。
7、优选地，所述ti、v、c和n的含量满足以下条件：0.065％≤2.35ti+0.31v+0.02c+0.02n≤0.075％。
8、本专利技术还提供了上述技术方案所述可承受100kj/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、铸造、热轧、粗轧和精轧，得到可承受100kj/cm大热输入焊接的高屈服强度e级钢板。
10、优选地，所述热轧的变形量为50～60％。
11、优选地，所述热轧完成后粗轧前还包括保温。
12、优选地，所述保温的温度为1050～1300℃，所述保温的时间为2h。
13、优选地，所述粗轧的温度为1000～1050℃，所述粗轧的总变形量为15～20％。
14、优选地，所述精轧的温度为750～950℃，所述精轧的总变形量为2～8％。
15、本专利技术提供了一种可承受100kj/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：c0.04％～0.12％、si0.10％～0.35％、mn1.20％～1.42％、p≤0.015％、s≤0.005％、ni≤0.09％、cu≤0.07％、mo≤0.06％、v0.01％～0.09％、ti0.005％～0.030％、al0.005％～0.025％、ce≤0.002％、n0.0045％～0.0080％、o0.0005％～0.0030％和余量的fe；所述ti、v、c和n的含量满足以下条件：0.06％≤2.35ti+0.31v+0.02c+0.02n≤0.08％。本专利技术通过优化合金元素，并控制钢板的化学成分满足上述关系式，能够控制钢中第二相粒子的大小及分布，使钢中产生足够多的可以抑制奥氏体晶粒长大的纳米级粒子以及可以晶内形核的微米级粒子，将控制奥氏体晶粒尺寸与晶内组织相结合，能够在避免n含量增加的前提下提高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370mpa，抗拉强度不低于446mpa，延伸率不低于19％，-40℃纵向冲击kv2不低于262j，热输入100kj/cm近缝热影响区-40℃kv2不低于124j。
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1.一种可承受100kJ/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 1.20％～1.42％、P≤0.015％、S≤0.005％、Ni≤0.09％、Cu≤0.07％、Mo≤0.06％、V0.01％～0.09％、Ti 0.005％～0.030％、Al 0.005％～0.025％、Ce≤0.002％、N0.0045％～0.0080％、O 0.0005％～0.0030％和余量的Fe；
2.根据权利要求1所述的可承受100kJ/cm大热输入焊接的高屈服强度E级钢板，其特征在于，化学成分按质量百分比计为：C 0.05％～0.11％、Si0.15％～0.26％、Mn 1.21％～1.41％、P≤0.015％、S≤0.005％、Ni 0.01％～0.08％、Cu 0.01％～0.06％、Mo 0.01％～0.06％、V 0.046％～0.087％、Ti 0.015％～0.025％、Al 0.006％～0.023％、Ce 0.0005％～0.0017％、N 0.005％～0.0075％、O0.0016
3.根据权利要求2所述的可承受100kJ/cm大热输入焊接的高屈服强度E级钢板，其特征在于，化学成分按质量百分比计为：C 0.06％～0.10％、Si0.16％～0.25％、Mn 1.25％～1.38％、P≤0.015％、S≤0.005％、Ni 0.03％～0.07％、Cu 0.02％～0.05％、Mo 0.02％～0.05％、V 0.056％～0.081％、Ti 0.016％～0.024％、Al 0.015％～0.018％、Ce 0.0011％～0.0015％、N 0.006％～0.007％、O0.0017％～0.0024％和余量的Fe。
4.根据权利要求1～3任意一项所述的可承受100kJ/cm大热输入焊接的高屈服强度E级钢板，其特征在于，所述Ti、V、C和N的含量满足以下条件：0.065％≤2.35Ti+0.31V+0.02C+0.02N≤0.075％。
5.权利要求1～4任意一项所述可承受100kJ/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，所述热轧的变形量为50～60％。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述热轧完成后粗轧前还包括保温。
8.根据权利要求7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2h。
9.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℃，所述粗轧的总变形量为15～20％。
10.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℃，所述精轧的总变形量为2～8％。
...【技术特征摘要】
1.一种可承受100kj/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 1.20％～1.42％、p≤0.015％、s≤0.005％、ni≤0.09％、cu≤0.07％、mo≤0.06％、v0.01％～0.09％、ti 0.005％～0.030％、al 0.005％～0.025％、ce≤0.002％、n0.0045％～0.0080％、o 0.0005％～0.0030％和余量的fe；
2.根据权利要求1所述的可承受100kj/cm大热输入焊接的高屈服强度e级钢板，其特征在于，化学成分按质量百分比计为：c 0.05％～0.11％、si0.15％～0.26％、mn 1.21％～1.41％、p≤0.015％、s≤0.005％、ni 0.01％～0.08％、cu 0.01％～0.06％、mo 0.01％～0.06％、v 0.046％～0.087％、ti 0.015％～0.025％、al 0.006％～0.023％、ce 0.0005％～0.0017％、n 0.005％～0.0075％、o0.0016％～0.0025％和余量的fe。
3.根据权利要求2所述的可承受100kj/cm大热输入焊接的高屈服强度e级钢板，其特征在于，化学成分按质量百分比计为：c 0.06％～0.10％、si0.16％～0.25％、mn 1.25％～1.38％、p≤0.0...
【专利技术属性】
技术研发人员：王青峰，范会兵，刘日平，王秋鸣，胡兵，杨啸雨，赵丽洋，何江里，王伟，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：
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