我國高品質船舶、海洋工程用鋼研究進展（4）

３.２ 我國大熱輸入量焊接用鋼的開發和研究現狀

楊才福等的研究結果表明，Ｔｉ－Ｍｇ復合處理可以有效減小鋼中氧化物顆粒的尺寸，通過促進晶內針狀鐵素體形核，提高焊接熱影響區的塑性。在１００～２００ｋＪ／ｃｍ 的 熱 輸入量條件下，粗晶熱影響區中的微觀組織以針狀鐵素體為主，在－２０℃時的沖擊功達到３５０Ｊ。于磊等研究了 Ａｌ元素對低合金高強鋼在大熱輸入量條件下焊接粗晶熱影響區中 Ｍ－Ａ 組元及沖擊韌性的影 響。結 果 發 現 Ａｌ元 素 可 以 減少 Ｍ－Ａ 組元的含量，并對 Ｍ－Ａ 組元內部的殘余奧氏體起到穩定化作用，減少 Ｍ－Ａ 組元中馬氏體含量，從而顯著提升試樣的沖擊韌性。石明浩等研究了合金元素 Ｚｒ對焊接粗晶熱影響區中晶內針狀鐵素體形成過程、組織及韌性的影響規律。結果表明，以 Ｔｉ、Ｚｒ氧化物為核心的復合夾雜物可以誘導晶內針狀鐵素體的形核，其數量隨小尺寸氧化物夾雜的數量和面積分數的增加而增加。由于這些針狀鐵素體的存在，即使在８００ｋＪ／ｃｍ 的熱輸入條件下也可以在焊縫熱影響區內獲得較好的沖擊韌性。張朋彥等還針對超大熱輸入焊接用 ＥＨ４０鋼的模擬熔合線組織和性能開展了實驗室研究，通過分析含 Ｔｉ類夾雜物對晶內組織的影響規律，探 討 了 提高大熱輸入量焊接熱影響區韌性的有效途徑。當 鋼 中 夾 雜物密度較大，且大多為含 ＴｉＮ－ＭｎＳ和 ＴｉＯｘ－ＭｎＳ類 復 合 夾雜物時，具有良好的晶內針狀鐵素體的形核能力，晶 內 組 織得到細化，有效提高抗裂紋擴展能力。

沙鋼通過優化煉鋼和軋制工藝試制了４０ｍｍ 厚大熱輸入量焊接鋼板 Ｑ３９０Ｅ，并對軋制鋼板進行了熱輸入量為３７０ｋＪ／ｃｍ 的電渣焊接試驗，通過對鋼板及其焊接接頭的組織性能測試，評價了鋼板性能及其焊接性，結果表明，鋼板電渣焊接頭力學性能滿足要求。

４ 對我國研發新型船、海洋工程用鋼的一些建議

４.１ 問題與差距

我國海洋建設用鋼及耐蝕鋼需求量為６０萬ｔ／ａ，目前中國的鋼鐵企業雖然已經基本能生產各種規格、品種的船舶和海洋工程用鋼，但與世界上最先進的鋼鐵企業仍有差距，高端及大規格新材料主要依賴進口，自給率不足１５％。主要體現在以下幾個方面：

（１）研發新產品的創新性和前瞻性不足。從日本研發耐蝕鋼、推廣止裂鋼的過程可以看出，他們經常走訪船東、船企等用戶，了解其對新產品的需求，根據用戶的要求，組成由研究所、船級社、協會等相關機構共同參加的聯合研發體系，這樣用戶有很高的積極性配合鋼企研 發、使 用、推 廣 研 發 出 的新產品。而我們的鋼企滿足于規模產量大、效益好的成形產品，對新產品首先關心的是能有多大產量，能有多大效益，缺乏創新性和前瞻性。而企業研發能力的高低關系到其未來發展前景和動力，尤其在目前鋼鐵業不十分景氣的情況下，正是增強底蘊，加強研發新產品的好時機。

（２）知識產權保護意識較弱。國外鋼鐵強國一旦確定研發新產品后，即提前在別的國家申請專利，對自己的知識產權進行保護。新產品研發成功后，即刻得到應用并在相關的國際組織中提出標準草案，以達到引領新產品的目的，同 時也可能對其他國家形成貿易壁壘。比如，日本提出原油船貨油艙耐蝕鋼后，就在中國等國申請了專利，在耐蝕鋼標準制訂的過程中起了主導作用，對耐蝕鋼的關鍵技術嚴格保密，而我們對專利、標準作用的認識要遠落后于這些國家。

（３）產品結構處于中低端水平。我們雖然可以生產出絕大多數的船舶、海洋工程用鋼，但在產品的綜合性能、產品的經濟性、產品質量的均勻性、穩定性以及表面質量等方面與國外先進鋼企還是有一定的差距。

（４）海洋材料體系 不 健 全。據 統 計，由海洋腐蝕造成的損失每年大于１.６億元，雖然我國也開展了一系列耐海水腐蝕鋼的實海掛片試驗，但尚無明確的海洋材料體系。各研究機構基本模仿美國、法國、日本的耐蝕鋼成分體系，且沒有形成統一認識，材料數據相對封閉孤立，缺乏系統的材料數據庫和共享平臺，尚未建立系統的海洋材料的服役性能評價體系、海洋材料的腐蝕防護理論體系，無法為標準的建立提供支撐，嚴重限制了海洋材料的推廣和應用，缺乏完整的海洋產業鏈條。

４.２ 對策與建議

與國外先進技術相比，我國船舶和海洋工程用鋼開發和應用最大的差距還是理念上的落后，這就需要調整思路，轉變觀念。從用戶的需求入手，走產學研用相結合的聯合研發的道路，即由設計、研發機構、生產制造機構及產品應用等單位參加的聯合研發機制。對研發出的新產品，要制訂產品的國際標準，形成自己的知識產權，才能起到引領船舶、海洋工程用新產品的發展和應用的作用，才能使我國成為世界鋼鐵強國。