船體結構用鋼，是指按照船級社建造規范要求生產的用于制造船體結構的鋼材，一般包括船板、型鋼等。船體結構用鋼要具有較高的強度，較好的韌性，以及工藝的適應性和抗海水腐蝕的能力。早期的船板多用碳素鋼，通過碳含量的增加來提高強度，20世紀50年代后使用調質處理的鎳鉻鉬系合金元素為主的550MPa級的HY-80鋼，后又研制成功了660MPa級的HY-100鋼。20世紀80年代后美國提出了HSLA(high strength low alloys)艦船用鋼的發展計劃。首先開發出HSLA-80，后又開發出一種超低碳高強度的HSLA-100。當今船板鋼生產廠家多采用化學成分“低碳、高錳、微合金化”的設計思路。
低(di)碳低(di)合金鋼(gang)不但具有較高的(de)(de)強(qiang)度(du)，同時又(you)具有較低(di)的(de)(de)沖擊轉變溫度(du)、優良的(de)(de)焊(han)接(jie)性能(neng)(neng)，而且這些優良的(de)(de)綜合力(li)學性能(neng)(neng)在控(kong)軋狀(zhuang)態(tai)下即(ji)可獲得。控(kong)軋控(kong)冷(leng)工(gong)(gong)藝(yi)具有節(jie)約能(neng)(neng)耗、簡化生產工(gong)(gong)序、提(ti)高鋼(gang)材綜合力(li)學性能(neng)(neng)等優點，所(suo)以國內外生產高強(qiang)度(du)船體結構用鋼(gang)板均(jun)采用TMCP(熱機械(xie)軋制(zhi))工(gong)(gong)藝(yi)。
目前國內船用鋼板60%以上的品種為A、B級別，高強度鋼從(cong)AH32到(dao)FH40都有應用，但是(shi)(shi)比例最大的(de)還是(shi)(shi)AH級(ji)別。鞍鋼開發出了FH550、EH550和超(chao)高強度船板AH690。FH550是(shi)(shi)一種超(chao)高強度船板用鋼，為低(di)碳貝氏(shi)體(ti)鋼，室溫組(zu)織為針狀鐵素體(ti)。本文主要(yao)對FH550船板鋼進行了軋制(zhi)(zhi)試驗，為確定合理的(de)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)軋制(zhi)(zhi)和控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)冷卻制(zhi)(zhi)度奠定基(ji)礎，重點考(kao)慮TMCP工藝和回火制(zhi)(zhi)度對該鋼種組(zu)織和力學(xue)性能的(de)影響(xiang)。
FH550船板(ban)鋼的成分(fen)和(he)軋(ya)制(zhi)工(gong)藝(yi)參數(shu)見表1。采用(yong)TMCP生產工(gong)藝(yi)，板(ban)坯(pi)厚(hou)80mm，成品(pin)(pin)厚(hou)16mm，中間(jian)坯(pi)厚(hou)45mm。根據軋(ya)機能(neng)力(li)、加(jia)熱能(neng)力(li)及冷卻能(neng)力(li)，設定加(jia)熱溫度1200℃。將鋼板(ban)的軋(ya)制(zhi)分(fen)為(wei)兩個階段(duan)進行，前三道(dao)(dao)次為(wei)高溫階段(duan)軋(ya)制(zhi)，保持在(zai)1120℃以上，目(mu)的是通過軋(ya)制(zhi)道(dao)(dao)次間(jian)的反復(fu)再結晶(jing)充分(fen)細(xi)化奧氏體組(zu)織。后五道(dao)(dao)次為(wei)低溫階段(duan)軋(ya)制(zhi)，軋(ya)制(zhi)溫度在(zai)880℃以下，目(mu)的是通過未再結晶(jing)區內(nei)的變形(xing)，使相(xiang)變的形(xing)核位置增(zeng)加(jia)。控制(zhi)不(bu)同(tong)的終軋(ya)溫度，軋(ya)后冷卻到502℃。對(dui)熱軋(ya)后的鋼板(ban)進行力(li)學性(xing)能(neng)測(ce)試、顯微組(zu)織觀(guan)察(cha)(cha)和(he)斷口分(fen)析(xi)，然后在(zai)鋼板(ban)的不(bu)同(tong)位置取6個樣品(pin)(pin)分(fen)別加(jia)熱到400、450、500、550、600和(he)650℃進行回火處理，對(dui)處理后的樣品(pin)(pin)分(fen)別進行硬(ying)度測(ce)試、組(zu)織觀(guan)察(cha)(cha)和(he)力(li)學性(xing)能(neng)測(ce)試。
FH550級(ji)船板(ban)(ban)鋼軋(ya)制后(hou)屈服(fu)強度(du)為580～590MPa，伸長率為22%～24%，強度(du)和塑性(xing)都達到了船級(ji)社的(de)要求(qiu)。FH550級(ji)船板(ban)(ban)鋼的(de)軋(ya)態(tai)組(zu)織主(zhu)(zhu)要為針狀(zhuang)鐵素(su)體(ti)和少(shao)量粒(li)狀(zhuang)貝氏(shi)體(ti)，鋼板(ban)(ban)1/2寬(kuan)度(du)處有少(shao)量的(de)珠光體(ti)。在回火過(guo)程中隨著溫度(du)的(de)升高，位錯密度(du)降(jiang)低(di)(di)(di)，晶粒(li)尺寸變大。兩階段(duan)軋(ya)制后(hou)，FH550鋼板(ban)(ban)1/4寬(kuan)度(du)處的(de)低(di)(di)(di)溫韌性(xing)較(jiao)好，韌脆轉(zhuan)變溫度(du)較(jiao)低(di)(di)(di)，組(zu)織主(zhu)(zhu)要為針狀(zhuang)鐵素(su)體(ti)，沖(chong)(chong)擊斷(duan)(duan)口(kou)為韌性(xing)斷(duan)(duan)口(kou)；鋼板(ban)(ban)1/2寬(kuan)度(du)處的(de)低(di)(di)(di)溫韌性(xing)較(jiao)差，組(zu)織主(zhu)(zhu)要為針狀(zhuang)鐵素(su)體(ti)和珠光體(ti)，沖(chong)(chong)擊斷(duan)(duan)口(kou)為解(jie)理斷(duan)(duan)口(kou)。
回(hui)火(huo)(huo)后(hou)FH550級(ji)船板鋼性(xing)能明顯發生(sheng)變(bian)化，隨(sui)回(hui)火(huo)(huo)溫度的(de)(de)升高(gao)，鋼的(de)(de)硬(ying)度先降(jiang)低后(hou)升高(gao)，600℃回(hui)火(huo)(huo)時(shi)得到最高(gao)的(de)(de)硬(ying)度和屈(qu)服(fu)強(qiang)度，600℃以上(shang)回(hui)火(huo)(huo)時(shi)，鋼的(de)(de)硬(ying)度和屈(qu)服(fu)強(qiang)度均有所下降(jiang)。回(hui)火(huo)(huo)后(hou)鋼的(de)(de)沖擊韌度與軋態相比有所下降(jiang)。故在550～600℃回(hui)火(huo)(huo)，可以獲得良(liang)好的(de)(de)綜合性(xing)能。