我国高品质船舶、海洋工程用钢研究进展（4）

３.２ 我国大热输入量焊接用钢的开发和研究现状

杨才福等的研究结果表明，Ｔｉ－Ｍｇ复合处理可以有效减小钢中氧化物颗粒的尺寸，通过促进晶内针状铁素体形核，提高焊接热影响区的塑性。在１００～２００ｋＪ／ｃｍ 的 热 输入量条件下，粗晶热影响区中的微观组织以针状铁素体为主，在－２０℃时的冲击功达到３５０Ｊ。于磊等研究了 Ａｌ元素对低合金高强钢在大热输入量条件下焊接粗晶热影响区中 Ｍ－Ａ 组元及冲击韧性的影 响。结 果 发 现 Ａｌ元 素 可 以 减少 Ｍ－Ａ 组元的含量，并对 Ｍ－Ａ 组元内部的残余奥氏体起到稳定化作用，减少 Ｍ－Ａ 组元中马氏体含量，从而显着提升试样的冲击韧性。石明浩等研究了合金元素 Ｚｒ对焊接粗晶热影响区中晶内针状铁素体形成过程、组织及韧性的影响规律。结果表明，以 Ｔｉ、Ｚｒ氧化物为核心的复合夹杂物可以诱导晶内针状铁素体的形核，其数量随小尺寸氧化物夹杂的数量和面积分数的增加而增加。由于这些针状铁素体的存在，即使在８００ｋＪ／ｃｍ 的热输入条件下也可以在焊缝热影响区内获得较好的冲击韧性。张朋彦等还针对超大热输入焊接用 ＥＨ４０钢的模拟熔合线组织和性能开展了实验室研究，通过分析含 Ｔｉ类夹杂物对晶内组织的影响规律，探 讨 了 提高大热输入量焊接热影响区韧性的有效途径。当 钢 中 夹 杂物密度较大，且大多为含 ＴｉＮ－ＭｎＳ和 ＴｉＯｘ－ＭｎＳ类 复 合 夹杂物时，具有良好的晶内针状铁素体的形核能力，晶 内 组 织得到细化，有效提高抗裂纹扩展能力。

沙钢通过优化炼钢和轧制工艺试制了４０ｍｍ 厚大热输入量焊接钢板 Ｑ３９０Ｅ，并对轧制钢板进行了热输入量为３７０ｋＪ／ｃｍ 的电渣焊接试验，通过对钢板及其焊接接头的组织性能测试，评价了钢板性能及其焊接性，结果表明，钢板电渣焊接头力学性能满足要求。

４ 对我国研发新型船、海洋工程用钢的一些建议

４.１ 问题与差距

我国海洋建设用钢及耐蚀钢需求量为６０万ｔ／ａ，目前中国的钢铁企业虽然已经基本能生产各种规格、品种的船舶和海洋工程用钢，但与世界上最先进的钢铁企业仍有差距，高端及大规格新材料主要依赖进口，自给率不足１５％。主要体现在以下几个方面：

（１）研发新产品的创新性和前瞻性不足。从日本研发耐蚀钢、推广止裂钢的过程可以看出，他们经常走访船东、船企等用户，了解其对新产品的需求，根据用户的要求，组成由研究所、船级社、协会等相关机构共同参加的联合研发体系，这样用户有很高的积极性配合钢企研 发、使 用、推 广 研 发 出 的新产品。而我们的钢企满足于规模产量大、效益好的成形产品，对新产品首先关心的是能有多大产量，能有多大效益，缺乏创新性和前瞻性。而企业研发能力的高低关系到其未来发展前景和动力，尤其在目前钢铁业不十分景气的情况下，正是增强底蕴，加强研发新产品的好时机。

（２）知识产权保护意识较弱。国外钢铁强国一旦确定研发新产品后，即提前在别的国家申请专利，对自己的知识产权进行保护。新产品研发成功后，即刻得到应用并在相关的国际组织中提出标准草案，以达到引领新产品的目的，同 时也可能对其他国家形成贸易壁垒。比如，日本提出原油船货油舱耐蚀钢后，就在中国等国申请了专利，在耐蚀钢标准制订的过程中起了主导作用，对耐蚀钢的关键技术严格保密，而我们对专利、标准作用的认识要远落后于这些国家。

（３）产品结构处于中低端水平。我们虽然可以生产出绝大多数的船舶、海洋工程用钢，但在产品的综合性能、产品的经济性、产品质量的均匀性、稳定性以及表面质量等方面与国外先进钢企还是有一定的差距。

（４）海洋材料体系 不 健 全。据 统 计，由海洋腐蚀造成的损失每年大于１.６亿元，虽然我国也开展了一系列耐海水腐蚀钢的实海挂片试验，但尚无明确的海洋材料体系。各研究机构基本模仿美国、法国、日本的耐蚀钢成分体系，且没有形成统一认识，材料数据相对封闭孤立，缺乏系统的材料数据库和共享平台，尚未建立系统的海洋材料的服役性能评价体系、海洋材料的腐蚀防护理论体系，无法为标准的建立提供支撑，严重限制了海洋材料的推广和应用，缺乏完整的海洋产业链条。

４.２ 对策与建议

与国外先进技术相比，我国船舶和海洋工程用钢开发和应用最大的差距还是理念上的落后，这就需要调整思路，转变观念。从用户的需求入手，走产学研用相结合的联合研发的道路，即由设计、研发机构、生产制造机构及产品应用等单位参加的联合研发机制。对研发出的新产品，要制订产品的国际标准，形成自己的知识产权，才能起到引领船舶、海洋工程用新产品的发展和应用的作用，才能使我国成为世界钢铁强国。