EH36 高强船板‌ 的标准规范、碳当量控制及应用领域的专业技术解析

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摘要:当 CEV > 0.38% 且板厚 > 25mm 时,需 ‌预热 ≥75℃‌(TMCP 工艺可降至 50℃)Pcm > 0.20% 时,需采用 ‌超低氢焊材‌(扩散氢 H≤5mL/100g)

EH36 高强船板‌ 的标准规范、碳当量控制及应用领域的专业技术解析,严格依据 ‌ABS/DNV/CCS 船级社规范‌ 及 ‌EN 10025-6、ASTM A131‌ 标准整理:

1. 核心执行标准

标准体系

关键要求

国际通用

EN 10025-6:2018

屈服强度 ≥355MPa,‌-40℃冲击功 ≥31J

美国规范

ASTM A131:2019

分级要求(EH36),需满足-40℉(-40℃)低温冲击

中国国标

GB/T 712-2022

对应牌号EH36,Z向钢扩展要求(Z25/Z35)

船级社认证

ABS/DNV GL/CCS

附加 ‌-60℃韧性试验‌(极地船舶)、UT探伤、冷弯试验

📌 ‌低温韧性核心指标‌:

-40℃夏比V型缺口冲击功‌:单值 ≥24J,平均值 ≥31J(厚度≤50mm)‌-60℃特殊要求‌(冰区加强):冲击功 ≥27J(如DNV GL ICE-B级)

2. 碳当量(CEV/Pcm)控制

(1) 计算公式

公式类型

表达式

适用场景

IIW CEV

�+��6+��+��+�5+��+��15C+6Mn​+5Cr+Mo+V​+15Ni+Cu​

通用焊接性评估

Pcm(裂纹敏感系数)

�+��30+��+��+��20+��60+��15+�10+5�C+30Si​+20Mn+Cu+Cr​+60Ni​+15Mo​+10V​+5B

厚板抗裂设计(>50mm)

(2) 碳当量限值

工艺状态

厚度范围

CEV ≤

Pcm ≤

控制目标(先进钢厂)

TMCP

≤50mm

0.41%

0.21%

CEV: 0.36~0.39%

正火(N)

50~100mm

0.42%

0.22%

CEV: 0.38~0.40%

⚠️ ‌焊接工艺关联性‌:

当 CEV > 0.38% 且板厚 > 25mm 时,需 ‌预热 ≥75℃‌(TMCP 工艺可降至 50℃)Pcm > 0.20% 时,需采用 ‌超低氢焊材‌(扩散氢 H≤5mL/100g)

3. 应用领域(严苛环境)

应用场景

典型部件

材料要求

关键性能优势

冰区航行船舶

冰带外板、艏艉结构

TMCP+Z35,‌-60℃冲击

抗冰冲击疲劳开裂

北极海工平台

导管架节点、桩腿

正火态 EH36-Z35,‌CTOD≥0.15mm

抗低温脆性断裂

LNG运输船

次屏蔽层支撑框架

EH36-F(抗腐蚀疲劳)

循环寿命 >10⁷ 次

高寒港口机械

起重机臂架、门腿

正火态 EH36,‌-50℃冲击储备

极端天气结构稳定性

南极科考船

全船外板、破冰加强区

EH36+ICE CLASS IA Super

抗-50℃低温撞击

4. 力学性能与韧性对比(EN 10025-6)

参数

EH36(厚度≤50mm)

AH36(对比基准)

提升幅度

屈服强度 ReH

≥355 MPa

≥355 MPa

-

抗拉强度 Rm

490~620 MPa

490~620 MPa

-

-20℃冲击功

≥50J

≥34J

+47%

-40℃冲击功

≥31J

不要求

-

Z向断面收缩率

Ψz≥35%(Z35级)

Ψz≥25%(Z25级)

+40%

5. 制造工艺与交货状态

(1) 工艺路线选择

mermaidCopy Code

graph LR A[板坯成分设计] --> B{厚度要求} B -->|≤50mm| C[TMCP工艺:
控轧(终轧800℃)+ 超快冷(20℃/s)] B -->|>50mm| D[正火工艺:
920℃奥氏体化 + 空冷] C & D --> E[金相组织调控] E -->|TMCP| F[针状铁素体+贝氏体] E -->|正火| G[细晶铁素体+珠光体]

(2) 交货状态性能差异

状态

组织特征

晶粒度

-40℃冲击功典型值

TMCP

细小板条贝氏体

ASTM 11~12级

≥60J

正火

铁素体+珠光体

ASTM 8~9级

6. 选材技术指引

决策因子

冰区船外板

TMCP态 EH36 + Z35级(厚度≤50mm)

极地平台厚板节点

正火态 EH36-Z35 + CTOD验证

焊接热输入>30kJ/cm

正火态 EH36(TMCP态易致HAZ软化)

-50℃以下环境

升级为 ‌FH36‌(-60℃冲击≥34J)

禁忌工艺‌:

TMCP钢板火焰切割后禁止 ‌空冷‌(需保温缓冷防脆化)焊后消应力温度 ‌≤580℃‌(避免回火脆性区间 250~400℃)

EH36通过 ‌“低碳+Ni微合金化(0.30~0.70%)+控轧控冷”‌ 技术,在-40℃环境中保持高韧性与焊接性,成为冰区船舶与北极工程的核心结构材料,其性能显著优于常规AH36钢板。

来源:舞钢师磊

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