王子超，曾杰, 彭春霖，朱曉雷，王萬林

（1. 中南大學(xué)冶金與環(huán)境學(xué)院，湖南 長沙 410000；2. 海洋裝備用金屬材料及其應(yīng)用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧 鞍山 114009）

船舶是海洋運(yùn)輸?shù)闹匾煌üぞ撸?2023 年1-2 月我國船舶工業(yè)新接訂單占全球市場份額的62%[1]。截至2022 年，中國船舶工業(yè)國際市場份額連續(xù)12 年穩(wěn)居世界第一[2]。 作為建造船舶特別是貨運(yùn)船舶的主要原材料， 船舶行業(yè)用鋼需求量巨大。用于建造船舶的鋼材約占全船質(zhì)量的60%，主要包括板材、型鋼、鍛鑄鋼及焊接材料等，其中，板材占88%左右[3]。 船板鋼屬于高強(qiáng)度船舶及海洋工程用結(jié)構(gòu)鋼，主要用于船體、海洋平臺等設(shè)備的建筑與構(gòu)造。 船板鋼服役的工作環(huán)境惡劣，除了要承受海水中大量氯離子、海洋生物對其腐蝕外，還要承受風(fēng)浪沖擊導(dǎo)致的交變載荷和溫度急劇變化。 另外，船舶加工成型主要采用焊接工藝，對韌性以及焊接性能要求極高。 因此，為滿足船體結(jié)構(gòu)安全，對船板鋼的性能要求十分嚴(yán)格。除了良好的韌性，還要有較高的強(qiáng)度，良好的耐腐蝕性能、焊接性能以及表面質(zhì)量。

我國鋼鐵企業(yè)已經(jīng)完全具備生產(chǎn)建造船舶所需鋼種的能力，船板鋼的產(chǎn)量逐年升高，但產(chǎn)品性能穩(wěn)定性還存在一定的提升空間[4-5]。 因此，進(jìn)一步優(yōu)化船板鋼的生產(chǎn)工藝，研發(fā)新型高強(qiáng)度、高韌性、 抗疲勞、 耐腐蝕且具有良好加工性能的船板鋼，是未來船板鋼發(fā)展趨勢之一。本文介紹了船板鋼的開發(fā)特點(diǎn)以及國內(nèi)外生產(chǎn)船板鋼的關(guān)鍵技術(shù)，分析了船板鋼未來的發(fā)展方向, 旨在為鋼鐵企業(yè)船板鋼的開發(fā)提供借鑒。

1 船板鋼分類及牌號

船板鋼通常是指按照船級社造船規(guī)范要求生產(chǎn)的，主要用于制造遠(yuǎn)洋、沿海和內(nèi)陸河流船體結(jié)構(gòu)的專用熱軋鋼板[6-7]。 按照中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會提出的船舶及海洋工程用結(jié)構(gòu)鋼現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)[8]，船板鋼可以分為一般強(qiáng)度級、高強(qiáng)度級、超高強(qiáng)度級三個類別，共計50 個牌號。 船板鋼的分類和牌號見表1[8]。

表1 船板鋼的分類和牌號Table 1 Types and Grades of Ship-building Steel Plates

根據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)，一般強(qiáng)度級船板鋼可分為A、B、D、E 四個質(zhì)量等級，其上屈服強(qiáng)度均為235 MPa（24 kg 級）。 其中，A 級對沖擊韌性無要求，B、D、E 級分別要求0、-20、-40 ℃下的沖擊韌性。 高強(qiáng)度級船板鋼可分為AH、DH、EH、FH 四個質(zhì)量等級，每個質(zhì)量等級可分為三個上屈服強(qiáng)度要求，分別 為315 MPa（32 kg 級）、355 MPa（36 kg 級）、390 MPa（40 kg 級），同時，AH、DH、EH、FH 四個質(zhì)量等級分別要求0、-20、-40、-60 ℃下的沖擊韌性。與高強(qiáng)度級船板鋼類似， 超高強(qiáng)度級船板鋼可分為AH、DH、EH、FH 四個質(zhì)量等級，每個等級可分為九個上屈服強(qiáng)度要求，分別為420、460、500、550、620、690、790、890 和960 MPa；AH、DH、EH、FH 四個質(zhì)量等級分別要求0、-20、-40、-60 ℃下的沖擊韌性。

2 船板鋼的化學(xué)成分及性能

由于船舶在海中航行，工作環(huán)境惡劣，因此，船板鋼必須具有優(yōu)異的綜合性能才能確保船體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固。為了保證船板鋼生產(chǎn)及使用的安全性、可靠性以及規(guī)范性， 國標(biāo)GB/T 712-2022 對三個強(qiáng)度等級的船板鋼的化學(xué)成分及力學(xué)性能提出不同的要求。

2.1 船板鋼化學(xué)成分的要求

船板鋼的化學(xué)成分具有Mn 含量高，C、S、P 含量低，微合金化等特點(diǎn)，鋼種成分對船板鋼性能有著直接影響。不同強(qiáng)度級別船板鋼化學(xué)成分不同，以A、AH32、AH420 為代表，不同強(qiáng)度級別船板鋼的化學(xué)成分如表2 所示[8]。

表2 不同強(qiáng)度級別船板鋼的化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）Table 2 Chemical Compositions in Ship-building Steel Plates with Different Strength Grades （Mass Fraction） %

2.2 船板鋼典型元素及作用

（1） 船板鋼C 含量較低。 鋼的腐蝕行為隨著合金元素數(shù)量的變化而變化， 其中C 元素的貢獻(xiàn)最大。 以典型鋼種AH32 為例，AH32 主要為鐵素體組織，還含少量珠光體和貝氏體[9-11]，珠光體由鐵素體層和滲碳體層構(gòu)成，鋼中的C 含量越多，珠光體相在鋼相中的占比越大[10]，而珠光體相的增加會導(dǎo)致表面形成更多的原電池，從而增加鋼的腐蝕速率，并降低鋼的韌性。 圖1 為C 含量對船板鋼性能的影響[12]。 如圖1（a）所示，C 含量對鋼低溫韌性的影響非常顯著；圖1（b）表明，C 含量≤0.18 %，碳當(dāng)量Ceq≤0.40%保證了鋼焊接性能處于可焊區(qū)或易焊區(qū)。為保證船板鋼良好的低溫韌性、耐腐蝕性和焊接性能，要求鋼種具有較低的碳含量。

圖1 C 含量對船板鋼性能的影響Fig. 1 Effect of Carbon Content on Properties of Ship-building Steel Plates

（2） Mn 含量相對較高是船板鋼的一個顯著特點(diǎn)。 Mn 元素含量增加，可以增強(qiáng)鋼的強(qiáng)度、淬透性和硬度，而韌性只會小幅下降。 但是鋼中Mn 含量過多極易與S 元素反應(yīng)析出溶解度較高的MnS 或產(chǎn)生Mn 偏析，使鋼的韌性下降[13]。 此外，張寧等[14]認(rèn)為AH32 鋼內(nèi)部裂紋的產(chǎn)生主要由共晶反應(yīng)形成的片狀MnS 析出物導(dǎo)致，要控制AH32 的Mn/S比，滿足高錳低硫的要求。此外，Mn 元素除了可以改善鋼的力學(xué)性能外， 對鋼的防腐也具有積極的作用。 趙晉斌等[9]研究發(fā)現(xiàn)，較高錳含量的耐蝕鋼內(nèi)銹層存在Mn 的富集， 這有利于提高銹層的致密性；SHU 等[15]研究表明，AH32 中Mn 元素的氧化加速了α-FeOOH 保護(hù)銹層的形成。

（3） S、P 元素通常在船板鋼中的偏析較為嚴(yán)重。 鋼中S 元素過高會產(chǎn)生熱脆，從而在高溫鍛壓時產(chǎn)生裂紋，同時在焊接時產(chǎn)生很多疏松和氣孔[16]。 此外，硫化物夾雜會造成應(yīng)力集中，降低鋼材的塑性和沖擊韌性。 鋼中P 元素過高會引起鋼的冷脆，降低鋼的塑性、韌性及可焊接性，在熱加工時易導(dǎo)致鋼的開裂，在焊接中容易產(chǎn)生裂紋[17]。因此，船板鋼對S、P 元素的含量有嚴(yán)格的要求。

（4） Cu、Cr、Ni 是鋼中主要的抗腐蝕合金元素。鋼腐蝕產(chǎn)物中Cu、Cr、Ni 元素的存在增加了腐蝕產(chǎn)物的保護(hù)作用， 添加不同種類耐腐蝕元素的腐蝕速率曲線見圖2[18]。 Cu 元素在腐蝕過程中會以CuO 的形式富集在靠近基體的內(nèi)銹層中，提高銹層致密度，形成保護(hù)性較好的銹層。 此外，Cu 元素促使表面發(fā)生陽極鈍化，提高了防腐性能。在貨油艙H2S 氣氛以及和原油直接接觸的酸性環(huán)境下，銅能加速氫原子的再結(jié)合速率，進(jìn)而減少氫的活動性，提高鋼的耐蝕性和抗點(diǎn)蝕能力[9，19]。 徐小蓮等[20]認(rèn)為Cr 元素在表面缺陷處會沉淀析出，形成 致 密 的 氧 化 物；Yamashita 等[21]進(jìn) 行 了17 年 含Cr 耐候鋼的暴露試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，銹層中主要成分是含Cr 元素的α-FeOOH， 提高了銹層的保護(hù)性，同時使銹層具有陽離子選擇性，阻礙Cl-進(jìn)入內(nèi)銹層。 LIU 等[22]認(rèn)為Ni 元素使得銹層中生成了穩(wěn)定的NiF2O4相， 而NiF2O4相存在于尖晶石中，促使尖晶石向細(xì)小且致密的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，增強(qiáng)了銹層的穩(wěn)定性， 同時能夠使銹層具有陽離子選擇性；Kimura 等[23]進(jìn)行了9 年高Ni 耐候鋼在大氣暴露的實(shí)驗(yàn)研究，研究結(jié)果與LIU 等一致。

圖2 添加不同種類耐腐蝕元素的腐蝕速率曲線Fig. 2 Corrosion Rate Curves for Adding Different Types of Corrosion Preventive Elements

（5） 超高強(qiáng)度船板鋼還有晶粒度級別的要求[8]。Nb、V、Ti 作為鋼中最常見的微合金元素，提高了組織的均勻性，具有細(xì)晶強(qiáng)化、固溶強(qiáng)化、析出強(qiáng)化等作用。 Nb、V、Ti 與C 或N 結(jié)合形成氮化物、碳化物或碳氮化物析出物，這些細(xì)小的析出物通過延緩變形后再結(jié)晶從而有助于保留奧氏體晶粒的累積應(yīng)變和變形結(jié)構(gòu)，這也會使鐵素體（或其他轉(zhuǎn)變產(chǎn)物）在隨后的轉(zhuǎn)變中具有較高的成核速率[24]，因此， 微合金元素的析出在控制最終微觀結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品性能上發(fā)揮著重要作用。 此外，Al 元素也是一種細(xì)化晶粒的元素[8]，對防腐也有積極作用。 趙晉斌等[9]實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)耐蝕鋼腐蝕過程中內(nèi)銹層出現(xiàn)了Al 的富集，提高了銹層的致密度。

2.3 船板鋼的性能要求

（1） 高強(qiáng)度

為保證船舶在服役期間的安全性， 船舶的生產(chǎn)與建造工業(yè)對船板的強(qiáng)度要求極高。 細(xì)化晶粒和控制析出相通常是提高鋼材強(qiáng)度的主要手段。為達(dá)到晶粒細(xì)化的效果，通常采用微合金化技術(shù)、控軋控冷、調(diào)質(zhì)熱處理等方法[11，25]。

（2） 優(yōu)良韌性

隨著近年來越來越多的國家對于北極地區(qū)能源的關(guān)注，對極寒條件下使用的船舶需求不斷擴(kuò)大[12]。對絕大部分鋼種來說，溫度降低會大幅度降低其韌性。因此，北極地區(qū)的低溫對船板鋼的韌性是一個新的挑戰(zhàn)， 低溫用船板鋼是未來船板鋼的發(fā)展趨勢之一[14]。韌性優(yōu)良的船板鋼不僅需要高韌性，根據(jù)船板鋼的使用場景還需要止裂韌性、 低溫韌性等優(yōu)良的性能。 另外，強(qiáng)度和韌性相匹配也十分重要。

（3） 強(qiáng)耐腐蝕性

據(jù)相關(guān)統(tǒng)計，我國每年需花費(fèi)超過15 億元人民幣用于海軍艦艇的防腐維修[15，19]，隨著船板鋼的強(qiáng)度要求越來越高， 對鋼材腐蝕控制的要求也越來越高[21]。 研制開發(fā)耐腐蝕的船舶和海洋工程用鋼， 提高鋼材的耐腐蝕性能和服役壽命可有效降低船舶生產(chǎn)及維護(hù)成本。

（4） 良好焊接性能

在船舶建造過程中， 不可避免地需要進(jìn)行焊接。 造船效率，尤其是大型船舶的造船效率，主要取決于焊接工藝。 傳統(tǒng)的焊接技術(shù)顯然已經(jīng)不能滿足船舶的建造要求， 大線能量焊接具有焊接速度快、安全性高等優(yōu)點(diǎn)。 為提高造船效率，大線能量焊接技術(shù)逐漸取代傳統(tǒng)的焊接技術(shù)[22]。 但在焊接過程中的熱影響區(qū)不可避免地會發(fā)生軟化和脆化，使得焊縫的韌性大幅降低[23]。 因此，要求船板鋼具有良好的焊接性能。

3 國內(nèi)外船板鋼研究現(xiàn)狀

3.1 國外船板鋼研究現(xiàn)狀

船板鋼是寬厚板的主要產(chǎn)品之一， 除了具有較高強(qiáng)度外， 還必須有良好的低溫沖擊韌性和焊接性能，因此，船板鋼化學(xué)成分一般采用“低C、高M(jìn)n、微合金化”的設(shè)計思路，高強(qiáng)度船板鋼的成分設(shè)計特點(diǎn)如表3 所示[26]。

表3 高強(qiáng)度船板鋼的成分設(shè)計特點(diǎn)Table 3 Characteristics of Composition Design for High Strength Ship-building Steel Plates

早期的船板鋼多為碳素鋼， 提高鋼的強(qiáng)度主要通過提高碳含量來達(dá)到， 但這會使鋼的焊接性能變差。 近年來，隨著對船板鋼性能要求的提高，船板鋼由最初使用的鐵素體加珠光體的碳錳低合金鋼， 轉(zhuǎn)變?yōu)槭褂谜{(diào)質(zhì)熱處理的鎳鉻鉬系合金元素為主的HY-80 鋼，后續(xù)通過調(diào)整合金元素的含量和回火溫度成功研制了HY-100 鋼。 之后，美國又相繼研制了HY-130 鋼和HS-LA 系列鋼。 日本研究者也開發(fā)出一系列高強(qiáng)度船體結(jié)構(gòu)鋼， 如調(diào)制高強(qiáng)度鋼（8/10Ni-Gr-Mo-V-0.1/0.15C）、馬氏體時效鋼（18Ni-8Co-3Mo-Ti-A1-0.03C、12Nr-5Gr-3Mo-Ti-Al-0.03C） 和雙相強(qiáng)化鋼以及STX-21 系列鋼[27]。

船板鋼的組織性能調(diào)控主要依托微合金化技術(shù)、 控軋控冷工藝 （Thermo-Mechanically Control Process，即TMCP） 及其后續(xù)的熱處理工藝（正火、調(diào)質(zhì)、正火加回火等）。 Ti、Nb、V 是船板鋼常用的微合金元素， 通過其碳氮化物析出相可提升船板鋼的強(qiáng)韌性[28]。 20 世紀(jì)70 年代前，船板鋼的生產(chǎn)一般采用常規(guī)軋制和正火處理， 但是采用此工藝生產(chǎn)出的船板鋼強(qiáng)度低、低溫沖擊韌性和焊接性能差。 在此期間，經(jīng)反復(fù)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)僅靠傳統(tǒng)的控制軋制工藝使相變組織微細(xì)化還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，還需要通過冷卻來控制相變本身。 1956 年，日本第一次引入了工業(yè)規(guī)模的熱軋板在線淬火制造工藝[29]，開始大規(guī)模生產(chǎn)抗拉強(qiáng)度在600～800 MPa 的鋼板， 熱軋板在線淬火工藝包含了將鋼板直接放到水箱中進(jìn)行淬火，是如今TMCP 工藝的原型。 20 世紀(jì)70 年代末， 國外逐步形成了以控制軋制和控制冷卻為核心的TMCP 工藝， 在獲得高強(qiáng)度鋼板的同時也具有優(yōu)異的韌性和可焊接性。 控制軋制利用了奧氏體相變的特性， 分別在奧氏體完全再結(jié)晶溫度和未再結(jié)晶溫度兩個范圍內(nèi)軋制， 獲得硬化的奧氏體晶粒； 而控制冷卻則是在軋制完成后的奧氏體相變階段加速冷卻，控制奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體[30]，細(xì)化組織。 TMCP 工藝可有效提高鋼材的強(qiáng)韌性和焊接性能[31]，該工藝各個階段鋼的顯微結(jié)構(gòu)變化如圖3 所示[32]。

Park 等人[33]通 過改 變TMCP 工藝的參數(shù)對鋼的微觀組織進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)， 針狀鐵素體是止裂性能最好的組織， 因此，TMCP 工藝能有效提高鋼種的強(qiáng)韌性[34-35]。

隨著控制冷卻技術(shù)的提高， 快速冷卻裝置開始出現(xiàn)。 1980 年，日本JFE 公司首次在世界上采用了在線加速冷卻設(shè)備（OLACTM），并取得顯著成果，如圖4 所示[36]。

圖4 在線加速冷卻設(shè)備及熱處理布置Fig. 4 On-line Accelerated Cooling Equipment and Heat Treatment Layout

1998 年，JFE 公司開發(fā)了冷卻更為均勻、 控制精度更為優(yōu)良的在線超快冷“Super-OLAC”（Superonline Accelerated Cooling）工藝[37]。2004 年，JFE 在“Super-OLAC”工藝的基礎(chǔ)上，在其厚板生產(chǎn)線上引入了在線感應(yīng)加熱裝置“HOP”，實(shí)現(xiàn)脫離離線熱處理工藝直接在線制造，提高板材生產(chǎn)效率[38]。國外各大鋼鐵企業(yè)也都開發(fā)了各自的冷卻技術(shù)，例如住友金屬開發(fā)的動態(tài)加速冷卻（DAC）技術(shù)、浦項(xiàng)開發(fā)的氣霧冷卻（PILAC） 技術(shù)、神戶開發(fā)的控軋和加速冷卻（Kontcool）技術(shù)、比利時CRM 開發(fā)的超快速冷卻（UFC） 系統(tǒng)[39]。

TMCP 工藝的發(fā)展促進(jìn)了降低船板鋼中碳含量與碳當(dāng)量的發(fā)展趨勢， 也促進(jìn)了大線能量焊接技術(shù)的發(fā)展。 雖然大線能量焊接技術(shù)能大大提高焊接效率、減少船舶建造周期，但由于焊合區(qū)域溫度瞬時升高至1 623～1 673 K，導(dǎo)致鋼材的焊接熱影響區(qū)在高溫下停留時間長、相變冷卻速度下降，使得焊接熱影響區(qū)的奧氏體組織顯著增大， 并會產(chǎn)生大量的上貝氏體和側(cè)板條鐵素體[40]。 導(dǎo)致焊接熱影響區(qū)的韌性急劇下降， 成為整個船體的最弱區(qū)域[41-42]。

采用大線能量焊接建造船舶時， 焊接熱影響區(qū)的韌性是決定焊接線能量的關(guān)鍵因素。 而碳作為決定船板鋼力學(xué)性能的主要元素， 其含量的增加會提高鋼的強(qiáng)度，但是韌性會有所降低[43]，焊接性能也因此惡化。 可通過適當(dāng)降低船板鋼中碳含量大幅度降低鋼中M/A 組元[44]，使鋼材韌性得以顯著改善。另外，為解決焊接熱影響區(qū)韌性降低這個問 題， 在20 世紀(jì)90 年代，J. Takamura 和S.Mizoguchi 首次提出將氧化物冶金技術(shù)開發(fā)應(yīng)用于大熱量輸入焊接的造船用鋼[45-46]。 氧化物冶金的機(jī)理主要包括兩個方面[47-49]，一是通過一定成分的微米級顆粒在奧氏體中誘導(dǎo)晶內(nèi)針狀鐵素體，抑制魏氏組織的產(chǎn)生；二是在鋼的奧氏體化階段通過納米級顆粒來固定奧氏體晶界， 限制奧氏體晶粒的生長，并實(shí)現(xiàn)晶粒細(xì)化。圖5 為氧化物冶金技術(shù)的發(fā)展[50]。

圖5 氧化物冶金技術(shù)的發(fā)展Fig. 5 Development of Oxide Metallurgy Technology

自氧化物冶金技術(shù)提出以來， 已經(jīng)經(jīng)歷了第一代TiN 鋼和第二代Ti 脫氧鋼，現(xiàn)如今已經(jīng)發(fā)展到以Ca 和Mg 脫氧技術(shù)為代表的第三代， 在此基礎(chǔ)上氧化物冶金技術(shù)又有了新的改進(jìn)，最新發(fā)展的New HTUFF 技術(shù)更加關(guān)注的是如何抑制晶界組織的產(chǎn)生，保證晶內(nèi)鐵素體的優(yōu)先競爭析出[51-53]。此外，由于碳含量的降低，鋼板的強(qiáng)度難以避免會有所降低， 因此必須采用相關(guān)的強(qiáng)化措施來提高鋼板的強(qiáng)度。 微合金化技術(shù)和TMCP 工藝可在改善焊接熱影響區(qū)韌性的同時，彌補(bǔ)強(qiáng)度的損失[54-55]。

3.2 國內(nèi)船板鋼研究現(xiàn)狀

我國船板鋼的生產(chǎn)和研究起步較晚， 造船業(yè)始于20 世紀(jì)70 年代。 在國家政策的大力支持和市場需求的驅(qū)動下， 通過三十余年的研發(fā)投入和人才培養(yǎng)，取得了快速的發(fā)展。

目前，國內(nèi)可生產(chǎn)船板鋼的企業(yè)主要有鞍鋼、寶鋼、湘鋼、舞鋼、南鋼等。鞍鋼的船板鋼通過了英國、挪威等九國船級社的認(rèn)證，其鋼板級別涵蓋了315～550 MPa 級，厚度范圍為8～100 mm，超高強(qiáng)級別厚度達(dá)到80 mm[39]。 寶鋼集團(tuán)上海浦鋼公司采用正火工藝也成功開發(fā)DH36-Z35、EH36-Z35等海洋平臺鋼板， 各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求[27]。 舞鋼A、B、D、E、AH32～EH32、AH36～EH36 級海洋工程用鋼通過了九級船級社的認(rèn)證，還成功開發(fā)了EH40、FH40、E500、E520、E550、E690（EQ70）、A514GRQ、A517GRQ 等高強(qiáng)度鋼板[39]，并已取得相應(yīng)船級社認(rèn)證，開始批量供貨。2011 年，沙鋼研究院和重鋼成功研發(fā)出適用于集裝箱船關(guān)鍵部位的高強(qiáng)度船板鋼EH40 和超高強(qiáng)度船板鋼FH460～690。 2012 年，湘鋼研發(fā)的超高強(qiáng)度船板鋼EH550、EH690 通過美國、挪威、德國和中國四家船級社認(rèn)證[56]。 2015 年，興澄特鋼開發(fā)出6～100 mm 厚超高強(qiáng)度海洋工程用鋼E690， 因具有較低的碳當(dāng)量， 在具備超高強(qiáng)度和良好的低溫韌性的同時還具有優(yōu)良的焊接性能。

在船板鋼的低溫韌性方面，寶鋼F40 級、沙鋼F460 級等低溫韌性優(yōu)良的船板鋼主要采用低C，Nb、V、Ti 微合金化，結(jié)合TMCP 工藝保證船板具有優(yōu)良的低溫韌性[26]。 但對于一定厚度的超高強(qiáng)度船板鋼，特別是F620 和F690 級的船板鋼，難以通過微合金化和TMCP 工藝滿足所需屈服強(qiáng)度和低溫韌性。 為此，沙鋼采用復(fù)合添加Ni、Cu，結(jié)合加熱-保溫-兩階段軋制-空冷-熱處理工藝，開發(fā)出F620 級低溫沖擊韌性良好的船板鋼[39]。

在船板鋼大線能量焊接性能方面，寶鋼通過對鋼中析出物（TiN 或ZrB2）和夾雜物（氧化物和包裹于其上的MnS）形態(tài)的控制，最終實(shí)現(xiàn)優(yōu)良的500 kJ/cm 以下的大線能量焊接性能[26]。

4 結(jié)語

船板鋼的制造水平已成為衡量一個國家鋼鐵生產(chǎn)技術(shù)和研發(fā)能力的重要指標(biāo)。 近年來關(guān)于船板鋼的研究已取得顯著進(jìn)展， 但在應(yīng)對未來更復(fù)雜的海洋工程和船舶制造的需求方面， 仍然需要不斷創(chuàng)新和深入研究。

（1） 船板鋼的性能進(jìn)一步提升。 高強(qiáng)度、良好的耐腐蝕性、 優(yōu)異的低溫韌性和焊接性能是船板鋼所需的重要性能，通過微量合金元素的添加、熱處理工藝優(yōu)化等手段， 有望實(shí)現(xiàn)船板鋼綜合性能的穩(wěn)步提升。

（2） 船板鋼制備工藝的進(jìn)一步完善。 制備工藝的革新對于船板鋼質(zhì)量和性能的提升至關(guān)重要，微合金化技術(shù)， 軋制過程中的精準(zhǔn)控軋控冷工藝等，都有助于提升船板鋼的綜合性能，因此，要不斷改進(jìn)船板鋼的生產(chǎn)工藝，以滿足未來的需求和挑戰(zhàn)。