EH690是什么材质 EH690船舶工业的 “骨骼” 材料 EH690性能、标准及海洋工程应用

EH690 极端环境用超高强度钢综合指南

---

EH690规格体系与认证范围

• ​标准协议：
  
  • 主体规范：ASTM A131/A131M（特殊船舶钢扩展条款）
  • 强制认证：DNV GL/ABS/LR等船级社专门技术协议（如EH690-3Y级）
  • 核验附加：ISO 19902（海洋钢结构）& EN 10225（欧洲海洋钢体系）
    
    
• ​材料定位：
  
  • ​屈服强度≥690MPa级海洋工程专用钢
  • ​适用温域：常态-60℃~-80℃（可选-100℃超低温交付状态）
  • ​应用禁区：目标服役应力>800MPa的深水动态载荷结构
    
    

---

​EH690合金体系设计（%）​[td]

元素	基础范围	功能定位	协同控制要点
​C	≤0.10	降低碳当量	Ceq≤0.38（IIW公式）
​Mn	1.8~2.2	奥氏体稳定化	S≤0.008/P≤0.012
​Ni	2.5~3.5	低温韧性骨架元素	与Cu协同抗HIC
​Cr	0.8~1.5	固溶强化/耐蚀	抑制回火脆性区
​Mo	0.4~0.8	二次硬化/抗蠕变	精确匹配回火曲线
​Nb	0.05~0.10	钉扎晶界	ACC工艺实现纳米碳化物析出
​B	0.0015~0.003	提高淬透性	需TiN粒子保护防止氧化

冶金要点：

• 微合金峰域技术：碳氮化物粒子尺寸<20nm
• 氧化物冶金工艺：镁钙处理+稀土微合金（S≤0.005%级别）
• 
  

---

​EH690关键力学性能矩阵[td]

指标	标准要求	先进钢企交付保障值	测试方法
静态力学
- 屈服强度 (Rp0.2)	≥690 MPa	720~760 MPa	ASTM E8/E8M
- 抗拉强度 (Rm)	770~940 MPa	820~890 MPa
- 均匀延伸率 (Agt)	≥8%	10~12%
动态韧性
- Charpy-V缺口 (-60℃)	≥60 J	80~120 J（取向优化后）	ISO 148-1
- CTOD (-40℃)	≥0.20 mm	0.25~0.40 mm	BS 7448
抗脆断能力
- Z向断面收缩率	Z35级（≥35%）	Z40级（≥40%）	ASTM A370
- NDTT	≤-90℃	-95~-105℃	Pellini落锤试验
动态服役特性
- 疲劳极限（10⁷次）	≥385 MPa（空气中）	≥350 MPa（3.5%NaCl溶液）	ASTM E466
- SSC抗力（NACE A溶液）	临界应力≥85%SMYS	无断裂（720hrs）	NACE TM0177法A

---

​EH690生产-加工全流程控制

板坯制备：

• 真空熔炼(VIM)+电渣重熔(ESR)双联工艺，O≤15ppm
  

轧制工艺：

• 两阶段控轧：
  
  • 奥氏体未再结晶区轧制：累积压下率≥60%
  • 双道次ACC：第一冷速≥30℃/s至贝氏体区，第二冷速≤5℃/s
    
  
  

后处理：

• QT工艺参数：
  
  • 淬火：930℃×1h水淬（厚度相关）
  • 回火：560℃×2h+水冷，实现逆转变奥氏体（RA≥6%）
    
  
  

---

​EH690极端工况应用实例

• ​北极LNG运输船：
  
  
  • 液货舱穹顶支撑框架（厚板180mm）
  • 组合设计：EH690钢外层+Invar合金内层
    
• ​万米载人潜水器：
  
  
  • 耐压壳体过渡段（球形封头拼接）
  • 激光-电弧复合焊（焊缝韧性与母材匹配度≥90%）
    
• ​浮式核电站：
  
  
  • 反应堆压力容器支撑环
  • 预紧式多层包扎结构（服役应力计算值≥650MPa）
    
  
  

---

​EH690工程禁忌与应对策略

• ​HAZ软化带（Soft Zone）​：
  
  
  • 成因：Tm回火区碳化物聚集
  • 措施：限功率激光淬火局部强化
    
• ​拘束焊接冷裂：
  
  
  • 监控环节：J系数≤450（J=［板厚(mm)］×［拘束度(N/mm²)］)
  • 解决方案：双丝埋弧焊（Tandem SAW）降热输入
    
• ​深海氢脆风险：
  
  
  • 防护体系：梯度Ni-Cu涂层（表层Ni80%+过渡层Ni50%）
  • 结构补偿：采用双冗余传力路径设计
    
  
  

---

​EH690国内外对标形态[td]

参数	EH690（中国主流）	NV690（新日铁）	HY690（美海军）
关键元素差异	Cr-Mo-Ni复合强化	Cr-Mo-W多元体系	高Ni-Cu抗氢设计
主力厚度范围	50~150mm	30~120mm	20~100mm
认证船级社	CCS/DNV/ABS	ClassNK/LR	ABS/Mil-Spec
交付周期	6~8个月	10~12个月	受ITAR管制

---

​EH690最新技术动态

• ​4D打印修复：
  
  
  • 同质金属粉末（EH690成分）+选区激光熔化（SLM），原位修复裂纹，层间冲击韧性恢复率≥85%
    
• ​智慧钢轨系统：
  
  
  • 内置光纤传感器（合金箔包覆型），实时监测疲劳裂纹萌生（分辨率≤0.1mm）
    
• ​生态钢厂路线：
  
  
  • 氢基直接还原铁（DRI）+电弧炉短流程冶炼，碳足迹降低62%
    
  
  

---

​EH690全生命周期数据库

• ​源头追溯：
  
  • 区块链存证每炉次精炼参数/夹杂物分布图
    
• ​服役监测：
  
  • 5G+声发射系统云端监控裂纹扩展速率（Δa/ΔN实时预警）
    
• ​退役再生：
  
  • 基体材料拆解后用于3D打印耗材（经等离子旋转电极雾化成粉）
    
  
  

---

EH690备注：

• 当前全球仅5家钢企具备全规格EH690供货资质，国内宝钢、鞍钢已突破180mm极限厚度生产。
• 该材料军用领域受出口管制（Wassenaar Arrangement清单），商用采购需完成ECCN分类审查。