我国高品质船舶、海洋工程用钢研究进展（1）

０ 引言

21世纪是海洋的世纪，我国的海洋工程与船舶工业取得了突破性的进展，产业规模大幅增大，产品质量得到多方认可，在国际中占有重要的 地 位。随 着 船 舶、海洋工程的迅速发展，钢铁作为船舶与海洋工程的主要结构，其 研 发 水 平 和生产能力也在不断提升。而船舶和海洋工程结构物的使用环境一般比较恶劣，在服役中会受到海水、海泥和海洋大气的攻击，不同区域的腐蚀特征差异也比较大，因 此 船 舶 与 海洋工程用钢应具有较高的综合性能，如 优 异 的 塑 性、冲 击 韧性、可焊接性及耐腐蚀性。

目前，我国船舶与海洋工程用钢已能满足国内市场的大部分需求，但部分高级别的特种钢材仍依赖进口，主 要 是 具有高强度、抗层状撕裂、大热输入量焊接、超 低 温 韧 性、高 止裂等性能的钢板，其生产工艺十分严格，对设备要求高，开发难度大。为此，急需开发一系列高品质船舶及海洋工程用钢，进一步推进我国船舶和海洋工程业的发展。

本文从船舶、海洋工程用钢的基本性能要求出发，对 典型海洋环境用钢的研发现状进行分析，指出了我国在耐海水腐蚀用钢以及大热输入量焊接用钢方面与国外存在的差距，并对我国研发新型船用钢提出建议。

１ 船舶、海洋工程用钢基本要求

１.１ 高强度和高韧性

高强度和高韧性是船舶和海洋工程用钢要达到的基本要求，而随着运输和勘探等行业对船体和海洋工程结构安全性要求的不断提高，船舶和海洋工程用钢板的强度和质量等级也在逐步提高。２０世纪９０年代起，日本和欧洲率先开发出屈服强度为３９０ ＭＰａ级的热机械控 制 工 艺（Ｔｈｅｒｍｏｍｅ－ｃｈａｎｉｃａｌｃｏｎｔｒｏｌｐｒｏｃｅｓｓ，ＴＭＣＰ）型高强船板（ＹＰ４０Ｋ），主要用在船体受应力比较大的舷侧舷缘顶板和强力甲板上。

在大型散装货船和集装箱船中，３９０ ＭＰａ级的高强度钢已占主导地位，海洋平台等大型海洋结构中广泛应用 ＴＭＣＰ工艺船体钢的强度级别已经达到５５０ ＭＰａ级以上。海洋工程中自升式钻井平台的桩腿结构，如齿 条 板、半圆板和无缝支撑管等部位，均要 求 屈 服 强 度６９０ ＭＰａ以上的高强度低合金钢。这些结构对材料的低温冲击韧性也具有较高的要求，一般要求考核－４０℃的低温冲击性能，而在寒冷或极寒条件下则需考核－６０℃甚至－８０℃的低温冲击性能。一些低温油气储运用钢对低温冲击性能的要求更为苛刻，如 储 存 ＬＮＧ的９Ｎｉ钢要求考核－１９６℃的低温冲击功达到１００Ｊ以上，储运 ＬＥＧ的５Ｎｉ钢也要求考核－１２０ ℃的冲击功。由此看出，高强度和高韧性是船舶和海洋工程用钢必不可少的两大特性。

１.２ 优异的耐腐蚀性能

由于海洋环境腐蚀的破坏性强，造成的损失较大，船 舶及海洋工程结构的耐腐蚀性能越来越受到人们的关注。国际海事组织先后通过了压载舱涂层防护和货油舱用耐腐蚀钢性能标准，使得相应船舶用钢的开发研究工作日益迫切。

在压载舱环境下，船 板 钢 在 高 温、高 湿 以 及 Ｃｌ－ 的 协 同 作 用下，尤其在压载舱的潮差部位船板钢常发生严重的局部腐蚀。ＪＦＥ钢铁开发出了“ＪＦＥ－ＳＩＰ－ＢＴ”钢，可抑制船舶压载舱涂膜劣化行为，同时提高了腐蚀产物对钢基体的保护性能。

新日铁等开发的货油舱用耐蚀 钢，通过耐蚀合金元素的加入，显着降低腐蚀速率，从而提高其使用寿命。

１.３ 大热输入条件下的可焊性能

钢的可焊性能是保证船体和海洋工程结构整体质量及安全性能的关键。近年来，随着结构用钢厚度规格的不断提高，对焊接工艺和焊接技术也提出了更高的要求，以 满 足 用户对提高制造效率、降低生产成本的需求。因 此，提 高 热 输入量的焊接技术以及适用于大热输入量焊接的钢种的开发研制已经成为国内外关注的热点技术问题。

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