CN117363992A - 一种可承受150kJ/cm大热输入焊接的高屈服强度E级钢板及其制备方法 - Google Patents

一种可承受150kJ/cm大热输入焊接的高屈服强度E级钢板及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种可承受150kJ/cm大热输入焊接的高屈服强度E级钢板及其制备方法，属于大热输入焊接用钢板技术领域。本发明通过优化合金元素配比，并控制钢板的化学成分满足关系式，能够在钢板热影响区中构建具备纳米级析出粒子钉扎原奥氏体晶界与微米级析出粒子促进针状/块状铁素体异质形核形成“网篮状”韧性结构的控制体系，从而提高了钢板的耐大热输入焊接性能。实验结果表明，本发明提供的E级钢板屈服强度不低于420MPa，抗拉强度不低于514MPa，延伸率不低于19％，‑40℃纵向冲击KV2不低于262J，热输入150kJ/cm近缝热影响区‑40℃KV2不低于152J。

Description

一种可承受150kJ/cm大热输入焊接的高屈服强度E级钢板及 其制备方法
技术领域
本发明涉及可承受150kJ/cm大热输入焊接的高屈服强度钢板技术领域，尤其涉及一种大热输入焊接用E级钢板及其制备方法。
背景技术
随着世界经济社会的持续稳定发展，在桥梁、建筑、造船、海洋工程、输油管线、石油储罐等装备制造领域，钢结构的大型化、高参数、安全性成为必然趋势，高性能、易焊接中厚板的需求量不断扩大。焊接技术作为钢结构装配制造的主要手段，在各行各业得到了广泛应用。为兼顾焊接效率和生产成本，中厚板的焊接往往采用双丝或多丝埋弧焊、窄间隙埋弧焊、气电立焊和电渣焊等常见的大热输入焊接方法(焊接热输入不小于50kJ/cm)。但是，在大热输入焊接条件下，普通中厚板的焊接粗晶热影响区(CGHAZ)奥氏体晶粒严重长大、组织粗大，易出现粗晶脆化现象；在晶粒内部容易出现魏氏组织、侧板条铁素体、粗大粒状贝氏体、硬脆相M/A组元等组织，造成局部脆化形象，导致其低温冲击韧性恶化。这成为制约生产效率及工程质量可靠性的关键问题。
为了解决上述问题，众多专家学者在大热输入焊接用钢板粗晶热影响区的冲击韧性调控方面，已进行了如下有益探索。
因较高的熔点与钉扎原奥氏体晶界的作用，TiN沉淀粒子能够细化高温组织，改善冲击韧性，使其成为大热输入焊接用钢最早的调控手段。但是当温度超过1400℃，TiN粒子会迅速溶解于基体，从而丧失对奥氏体晶粒尺寸的有效控制。为此，研究人员提出氧化物冶金技术，即通过调控Mg、Ca、Zr、W、Sn等合金元素含量，严格控制O含量，在钢中形成细小弥散的夹杂物控制奥氏体晶粒尺寸长大，同时夹杂物作为形核质点促进韧性相针状/块状铁素体的形成，从而改善HAZ低温韧性。但是，氧化物冶金技术在工业生产中，存在控氧困难、夹杂物细化程度不足、钢板均匀性不足等尖锐问题，导致钢厂不能稳定供货且生产成本陡增，大大限制了该技术的推广应用。
为降低生产成本，提高供货能力，研究人员提出钢中增N以促进VN、(V,Ti)N、BN等粒子析出，增加针状/块状铁素体形核质点，提高针状/块状铁素体含量从而改善HAZ韧性。但钢中自由N含量的上升会引发钢板时效问题，阻碍了该技术的工程实际应用。
综上所述，虽然前人在大热输入焊接用钢方向有过较多研究，但在大热输入焊接过程中，有效控制合金元素析出粒子钉扎原奥氏体晶界以细化高温组织，相变过程中为韧性相针状/块状铁素体提供有利形核质点，从而提高钢板的耐大热输入焊接性能成为本领域亟待解决的难题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可承受150kJ/cm大热输入焊接的高屈服强度E级钢板及其制备方法。本发明提供的E级钢板具备优异的耐大热输入焊接性能，可承受焊接热输入150kJ/cm，且屈服强度不小于420MPa。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种可承受150kJ/cm大热输入焊接的高屈服强度E级钢板，化学成分按质量百分比计为：C 0.04％～0.12％、Si 0.10％～0.35％、Mn1.45％～1.58％、P≤0.015％、S≤0.005％、Ni≤0.24％、Cu≤0.18％、Mo≤0.15％、Nb 0.010％～0.090％、Ti0.005％～0.030％、B 0.0005％～0.0035％、Al0.005％～0.045％、Ce≤0.0100％、N0.0030％～0.0080％、O 0.0005％～0.0030％和余量的Fe；
所述Ti、Nb、B、C和N的含量满足以下条件：0.25％≤9.91Ti+7.46Nb+0.05B+0.20C+0.08N≤0.55％。
优选地，化学成分按质量百分比计为：C 0.05％～0.10％、Si 0.15％～0.33％、Mn1.47％～1.57％、P≤0.015％、S≤0.005％、Ni 0.05％～0.22％、Cu0.03％～0.15％、Mo0.04％～0.11％、Nb 0.026％～0.042％、Ti 0.008％～0.024％、B 0.0007％～0.0025％、Al 0.011％～0.025％、Ce 0.0018％～0.0065％、N0.0033％～0.005％、O 0.001％～0.0029％和余量的Fe。
优选地，化学成分按质量百分比计为：C 0.06％～0.09％、Si 0.15％～0.27％、Mn1.48％～1.56％、P≤0.015％、S≤0.005％、Ni 0.05％～0.21％、Cu0.04％～0.09％、Mo0.04％～0.07％、Nb 0.028％～0.035％、Ti 0.011％～0.021％、B 0.0009％～0.0023％、Al 0.018％～0.025％、Ce 0.0018％～0.0046％、N0.0035％～0.0045％、O 0.0012％～0.0017％和余量的Fe。
优选地，所述Ti、Nb、B、C和N的含量满足以下条件：0.35％≤9.91Ti+7.46Nb+0.05B+0.20C+0.08N≤0.45％。
本发明还提供了上述技术方案所述可承受150kJ/cm大热输入焊接的高屈服强度E级钢板的制备方法，包括以下步骤：
将合金原料依次进行熔炼、连铸、粗轧和精轧，得到可承受150kJ/cm大热输入焊接的高屈服强度E级钢板。
优选地，所述连铸完成后粗轧前还包括保温。
优选地，所述保温的温度为1050～1300℃，所述保温的时间为1～3h。
优选地，所述粗轧的温度为1000～1050℃，所述粗轧的道次为3～5道次，所述粗轧的总压下率不低于55％。
优选地，所述精轧的温度为750～950℃，所述精轧的道次为4～6道次，所述单道次的压下率≥8％。
优选地，所述精轧的末三道次的总压下率≥40％。
本发明提供了一种可承受150kJ/cm大热输入焊接的高屈服强度E级钢板，化学成分按质量百分比计为：C 0.04％～0.12％、Si 0.10％～0.35％、Mn1.45％～1.58％、P≤0.015％、S≤0.005％、Ni≤0.24％、Cu≤0.18％、Mo≤0.15％、Nb 0.010％～0.090％、Ti0.005％～0.030％、B 0.0005％～0.0035％、Al0.005％～0.045％、Ce≤0.0100％、N0.0030％～0.0080％、O 0.0005％～0.0030％和余量的Fe；所述Ti、Nb、B、C和N的含量满足以下条件：0.25％≤9.91Ti+7.46Nb+0.05B+0.20C+0.08N≤0.55％。本发明通过优化合金元素配比，并控制钢板的化学成分满足上述关系式，能够在钢板热影响区中构建具备纳米级析出粒子钉扎原奥氏体晶界与微米级析出粒子促进针状/块状铁素体异质形核形成“网篮状”韧性结构的控制体系，从而提高了钢板的耐大热输入焊接性能。实验结果表明，本发明提供的E级钢板屈服强度不低于420MPa，抗拉强度不低于514MPa，延伸率不低于19％，-40℃纵向冲击KV2不低于262J，热输入150kJ/cm近缝热影响区-40℃KV2不低于152J。
附图说明
图1为实施例1制备的E级钢板的显微组织图；
图2为对比例2制备的钢板的显微组织图；
图3为焊接热输入150kJ/cm条件下实施例1制备的E级钢板焊接热影响区的显微组织图；
图4为焊接热输入150kJ/cm条件下对比例2制备的钢板焊接热影响区的显微组织图。
具体实施方式
本发明提供了一种可承受150kJ/cm大热输入焊接的高屈服强度E级钢板，化学成分按质量百分比计为：C 0.04％～0.12％、Si 0.10％～0.35％、Mn1.45％～1.58％、P≤0.015％、S≤0.005％、Ni≤0.24％、Cu≤0.18％、Mo≤0.15％、Nb 0.010％～0.090％、Ti0.005％～0.030％、B 0.0005％～0.0035％、Al0.005％～0.045％、Ce≤0.0100％、N0.0030％～0.0080％、O 0.0005％～0.0030％和余量的Fe；
所述Ti、Nb、B、C和N的含量满足以下条件：0.25％≤9.91Ti+7.46Nb+0.05B+0.20C+0.08N≤0.55％。
按质量百分比计，本发明提供的可承受150kJ/cm大热输入焊接的高屈服强度E级钢板包括C 0.04％～0.12％，优选为0.05％～0.10％，进一步优选为0.06％～0.09％，更优选为0.07％～0.08％。本发明中C是决定钢材强度的主要元素，对热影响区M-A组元具有很大影响，当C低于0.04％时，难以得到所需要的强度，当C高于0.12％时，焊接热影响区中出现淬硬组织，M-A组元明显增多，使韧性恶化，而且高C含量时容易产生焊接裂纹，故将C含量控制在0.04％～0.12％范围内。
按质量百分比计，本发明提供的可承受150kJ/cm大热输入焊接的高屈服强度E级钢板包括Si 0.10％～0.35％，优选为0.15％～0.33％，进一步优选为0.15％～0.27％，更优选为0.15％～0.26％。本发明中Si是脱氧元素，同时也是一种强化元素，Si含量低于0.10％时，脱氧效果差，钢板表面易起麻点和红锈；但当Si含量大于0.35％时，会促进组织粗化，M-A组元增加，而且焊接冷、热裂纹敏感性均增加，故将Si含量控制在0.10％～0.35％范围内。
按质量百分比计，本发明提供的可承受150kJ/cm大热输入焊接的高屈服强度E级钢板包括Mn 1.45％～1.58％，优选为1.47％～1.57％，进一步优选为1.48％～1.56％，更优选为1.49％～1.55％。本发明中Mn的原子半径与Fe相近，容易形成置换固溶体，是保证钢板强度的元素，当Mn含量低于1.45％时，强度降低，而且硫化物的有害作用增强，当Mn含量高于1.58％时，M-A组元含量提高，热影响区韧性变差，故将Mn含量控制在1.45％～1.58％范围内。
按质量百分比计，本发明提供的可承受150kJ/cm大热输入焊接的高屈服强度E级钢板包括P≤0.015％。本发明中P是杂质元素，增加钢材的脆性，应尽可能降低，但冶金脱P成本很高，故将P含量限制在0.015％以下。
按质量百分比计，本发明提供的可承受150kJ/cm大热输入焊接的高屈服强度E级钢板包括S≤0.005％。本发明中硫含量较高时以FeS-Fe共晶体的形式存在于钢的晶粒周围，会降低钢的力学性能，其含量与P类似，也是越低越好，故将S含量限制在0.005％以下。
按质量百分比计，本发明提供的可承受150kJ/cm大热输入焊接的高屈服强度E级钢板包括Ni≤0.24％，优选为0.05％～0.22％，进一步优选为0.05％～0.21％，更优选为0.05％～0.11％。本发明中Ni元素可以显著改善基体和焊接热影响区韧性，提高钢板耐大热输入焊接性能，但Ni价格昂贵，加入过多会导致成本急剧上涨，故将Ni含量控制在≤0.24％范围内。
按质量百分比计，本发明提供的可承受150kJ/cm大热输入焊接的高屈服强度E级钢板包括Cu≤0.18％，优选为0.03％～0.15％，进一步优选为0.04％～0.09％，更优选为0.04％～0.06％。本发明中适量的Cu也可以促进针状/块状铁素体形核，但是过高的Cu含量，会在轧制过程中产生热裂纹，对焊接性能造成不利影响，故将Cu含量控制在≤0.18％范围内。
按质量百分比计，本发明提供的可承受150kJ/cm大热输入焊接的高屈服强度E级钢板包括Mo≤0.15％，优选为0.04％～0.11％，进一步优选为0.04％～0.07％，更优选为0.04％～0.05％。本发明中少量Mo可以促进纳米级析出相NbC、TiC的析出，钉扎奥氏体晶界以细化相变组织，改善韧性；但过多Mo会形成粗大的粒状贝氏体，恶化低温冲击韧性，故将Mo含量控制在≤0.15％范围内。
按质量百分比计，本发明提供的可承受150kJ/cm大热输入焊接的高屈服强度E级钢板包括Nb 0.010％～0.090％，优选为0.026％～0.042％，进一步优选为0.028％～0.035％，更优选为0.028％～0.032％。本发明中Nb在钢的控轧控冷过程中具有十分重要的作用，能够有效延迟变形奥氏体的再结晶，抑制奥氏体晶粒长大，提高奥氏体再结晶温度，以获得细小的晶粒，同时，Nb是强碳化物形成元素，可以在钢中起到沉淀强化的作用，故将Nb含量控制在0.010％～0.090％范围内。
按质量百分比计，本发明提供的可承受150kJ/cm大热输入焊接的高屈服强度E级钢板包括Ti 0.005％～0.030％，优选为0.008％～0.024％，进一步优选为0.011％～0.021％，更优选为0.011％～0.018％。本发明中Ti是大热输入用钢中的主要元素，Ti与N结合成TiN，阻止奥氏体晶粒长大，可以有效地提高热影响区的韧性，Ti的添加，还可以减少N的固溶含量，改善钢的时效性能，当Ti量低于0.005％时，形成的有益氮化物数量少，抑制晶粒长大的作用弱；当Ti量超过0.030％时，钢中固溶Ti量过多，剩余Ti以固溶的形式存在于晶内，增加M-A组元，降低了热影响区的性能，故将Ti含量控制在0.005％～0.030％范围内。
按质量百分比计，本发明提供的可承受150kJ/cm大热输入焊接的高屈服强度E级钢板包括B 0.0005％～0.0035％，优选为0.0007％～0.0025％，进一步优选为0.0009％～0.0023％，更优选为0.0009％～0.0015％。本发明中B是特征元素，使得母材和大热输入焊接HAZ这两者中，固溶B和BN同时存在，同时体现偏聚与形核作用，在奥氏体中析出的BN作为相变核发挥作用，通过HAZ的组织微细化、硬度降低、MA降低来提高韧性；但是，过量B会导致“硼相”的生成，导致低温冲击韧性恶化，因此，为了提高HAZ韧性，将B含量控制在0.0005％～0.0035％范围内。
按质量百分比计，本发明提供的可承受150kJ/cm大热输入焊接的高屈服强度E级钢板包括Al 0.005％～0.045％，优选为0.011％～0.025％，更优选为0.018％～0.025％。本发明中Al作为主要脱氧剂，主要在炼钢过程中起到脱氧作用，因此将Al含量控制在0.005％～0.025％范围内。
按质量百分比计，本发明提供的可承受150kJ/cm大热输入焊接的高屈服强度E级钢板包括Ce≤0.0100％，优选为0.0018％～0.0065％，进一步优选为0.0018％～0.0046％，更优选为0.0018％～0.0035％。本发明中Ce元素的添加可以细化晶粒，改善钢中合金元素的分布情况，但Ce添加过量则会使成本过高，因此将Ce含量控制在≤0.0100％范围内。
按质量百分比计，本发明提供的可承受150kJ/cm大热输入焊接的高屈服强度E级钢板包括N 0.0030％～0.0080％，优选为0.0033％～0.005％，更优选为0.0035％～0.0045％。本发明中N是另一重要元素；N有两种存在方式，一种是固溶，对母材性能不利，另一种是形成弥散分布的细颗粒N化物，对焊接热影响区韧性有改善作用；N含量高造成固溶N增多，母材韧性和时效性能不好，连铸坯容易产生裂纹，因此将N含量控制在0.0030％～0.0080％范围内。
按质量百分比计，本发明提供的可承受150kJ/cm大热输入焊接的高屈服强度E级钢板包括O 0.0005％～0.0030％，优选为0.001％～0.0029％，更优选为0.0012％～0.0017％。本发明中O是炼钢过程中不可避免的杂质元素，含量过多会对钢板的性能造成不利影响，故将O含量控制在0.0005％～0.0030％范围内。
按质量百分比计，本发明提供的可承受150kJ/cm大热输入焊接的高屈服强度E级钢板包括余量的Fe。本发明中Fe为基体元素。
在本发明中，所述Ti、Nb、B、C和N的含量满足以下条件：0.25％≤9.91Ti+7.46Nb+0.05B+0.20C+0.08N≤0.55％，优选为0.35％≤9.91Ti+7.46Nb+0.05B+0.20C+0.08N≤0.45％。本发明通过控制上述元素的含量能够使近缝焊接热影响区内可以抑制奥氏体晶粒长大的尺寸为20～80nm的粒子中，(Nb,Ti)(C,N)复合析出粒子的数量占80～90％，可异质形核的尺寸为0.5～1.5μm的粒子中，(Ti,Nb,B)(C,N)的复合析出粒子的数量占70～80％；近缝焊接热影响区为靠近焊缝处峰值温度在1250～1400℃之间，并且500℃以上温度保持时间在100～200s之间的区域。
在近缝焊接热影响区内，可以抑制奥氏体晶粒长大的尺寸为20～80nm的粒子中，(Nb,Ti)(C,N)的复合析出粒子的数量密度为4.28×105个/mm3～5.34×105个/mm3；可异质形核的尺寸为0.5～1.5μm的粒子中，(Ti,Nb,B)(C,N)的复合析出粒子的数量密度在5.13×105个/mm3～6.21×105个/mm3；当钢中的第二相粒子达到此数量时，能够保证在大热输入焊接的过程中发生第二相粒子溶解后依然能够有足够多的粒子发挥抑制奥氏体晶粒长大以及异质形核作用。
本发明通过合金元素来控制钢中的第二相粒子形态，使钢中主要存在两类不同的粒子，即可以抑制奥氏体晶粒长大的尺寸为20～80nm的粒子与可异质形核的尺寸为0.5～1.5μm的粒子；当钢板的化学成分满足关系式0.25％≤9.91Ti+7.46Nb+0.05B+0.2C+0.08N≤0.55％时能够使得近缝热影响区内可以抑制奥氏体晶粒长大的尺寸为20～80nm的粒子与可异质形核的尺寸为0.5～1.5μm的粒子满足相应比例，从而可以在大热输入焊接的过程中有效抑制奥氏体晶粒长大，同时在晶粒内部产生大量的异质形核的针状铁素体，细化组织，提高韧性，并保证一定的强度。
本发明通过优化合金元素比例，使可以抑制奥氏体晶粒长大的尺寸为20～80nm的粒子在焊接热循环的过程中虽有溶解，但总体数量仍然足够抑制奥氏体晶粒长大，控制热影响区奥氏体晶粒尺寸；通过优化合金元素比例，使可以异质形核的的尺寸为0.5～1.5μm的粒子大量存在，此类粒子可以促进晶内针状铁素体形核，优化焊接热影响区组织形态及分布；通过优化合金元素比例，使上述两种第二相粒子形成双峰尺度分布状态，充分发挥两类粒子在固相反应中的特点调控钢的大热输入焊接性能，避免了繁杂的液相反应控制，降低生产成本且可实现稳定的大批量供货。
本发明还提供了上述技术方案所述可承受150kJ/cm大热输入焊接的高屈服强度E级钢板的制备方法，包括以下步骤：
将合金原料依次进行熔炼、连铸、粗轧和精轧，得到可承受150kJ/cm大热输入焊接的高屈服强度E级钢板。
本发明对所述熔炼和连铸的操作没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的操作即可。
在本发明中，所述连铸完成后粗轧前优选还包括保温；所述保温的温度优选为1050～1300℃，所述保温的时间优选为1～3h。本发明在粗轧前进行保温能够使铸坯完全奥氏体化，成分均匀化。
在本发明中，所述粗轧的温度优选为1000～1050℃；所述粗轧的道次优选为3～5道次；所述粗轧的总压下率优选不低于55％。
在本发明中，所述精轧的温度优选为750～950℃，更优选为800～900℃；所述精轧的道次优选为4～6道次；所述单道次的压下率优选≥8％；所述精轧的末三道次的总压下率优选≥40％。
精轧完成后，本发明优选对所述精轧得到的产物进行冷却，得到可承受150kJ/cm大热输入焊接的高屈服强度E级钢板。
在本发明中，所述冷却优选为先采用快速冷却水装置进行冷却，然后空冷至室温。本发明对所述冷却的具体操作没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的操作即可。
本发明采用TMCP工艺制备可承受150kJ/cm大热输入焊接的高屈服强度E级钢板，操作简单，适宜工业化生产。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1～8
可承受150kJ/cm大热输入焊接的高屈服强度E级钢板的化学成分如表1所示。
对比例1～2
钢板的化学成分如表1所示。
表1实施例1～8与对比例1～2中钢板的化学成分(wt％)
实施例1～8以及对比例1～2的钢板的制备方法为如下步骤：
(1)在75kg真空感应炉中熔炼，然后连铸得到厚度为60mm的板坯；
(2)将所述步骤(1)得到的板坯在1250℃下保温2小时，然后在1020℃下进行粗轧，随后930℃下进行精轧，得到厚度为18mm的板材；其中，粗轧的道次为4道次；粗轧的总压下率为60％；精轧的道次为5道次，前两道次的压下率均为9％；精轧的末三道次的总压下率为45％；
(3)将所述步骤(2)得到的板材快速冷却水装置，而后出水空冷至室温，得到钢板。
设置焊接热输入为150kJ/cm，采用自研焊丝、焊剂焊接对接钢板，经48小时无损检测合格后，以对接焊缝熔合线+1mm位置为近缝热影响区检测位置，从焊接试板取样，加工成10*10*55mm标准冲击试样，借助摆锤式冲击试验机检测近缝热影响区样品-40℃条件下冲击吸收能量KV2，试验结果见表2。
表2实施例1～8以及对比例1～2钢板及焊接近缝热影响区的力学性能
由表2可知，对比例1～2钢板的焊接近缝热影响区冲击吸收能量(-40℃纵向冲击KV2)全部低于47J，低温韧性较差；本发明实施例1～8的钢板在热输入150kJ/cm条件下焊接近缝热影响区的冲击吸收能量(-40℃KV2)均远远大于47J，低温韧性优良，表明本发明的可承受焊接热输入150kJ/cm的屈服强度不小于420MPa的E级钢板具有优异的耐大热输入焊接性能。
从以上实施例和对比例可以看出，本发明提供的E级钢板具备优异的耐大热输入焊接性能，可承受焊接热输入150kJ/cm，且屈服强度不小于420MPa。
图1为实施例1制备的E级钢板的显微组织图；图2为对比例2制备的钢板的显微组织图；图3为焊接热输入150kJ/cm条件下实施例1制备的E级钢板焊接热影响区的显微组织图；图4为焊接热输入150kJ/cm条件下对比例2制备的钢板焊接热影响区的显微组织图。
从图1～4可以看出，实施例1和对比例2制备的E级钢板均主要由细小的粒状贝氏体和铁素体组成；经焊接热输入为150kJ/cm的焊接后，实施例1钢板焊接近缝热影响区主要由细小的粒状贝氏体和大量针状铁素体构成，而在对比例2钢板焊接热影响区中出现了粗大的晶界铁素体和侧板条铁素体组织，它们的存在极大恶化了焊接近缝热影响区的低温冲击韧性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种可承受150kJ/cm大热输入焊接的高屈服强度E级钢板，化学成分按质量百分比计为：C 0.04％～0.12％、Si 0.10％～0.35％、Mn 1.45％～1.58％、P≤0.015％、S≤0.005％、Ni≤0.24％、Cu≤0.18％、Mo≤0.15％、Nb0.010％～0.090％、Ti 0.005％～0.030％、B 0.0005％～0.0035％、Al0.005％～0.045％、Ce≤0.0100％、N 0.0030％～0.0080％、O 0.0005％～0.0030％和余量的Fe；
所述Ti、Nb、B、C和N的含量满足以下条件：0.25％≤9.91Ti+7.46Nb+0.05B+0.20C+0.08N≤0.55％。
2.根据权利要求1所述的高屈服强度E级钢板，其特征在于，化学成分按质量百分比计为：C 0.05％～0.10％、Si 0.15％～0.33％、Mn 1.47％～1.57％、P≤0.015％、S≤0.005％、Ni 0.05％～0.22％、Cu 0.03％～0.15％、Mo0.04％～0.11％、Nb 0.026％～0.042％、Ti 0.008％～0.024％、B 0.0007％～0.0025％、Al 0.011％～0.025％、Ce0.0018％～0.0065％、N 0.0033％～0.005％、O0.001％～0.0029％和余量的Fe。
3.根据权利要求2所述的高屈服强度E级钢板，其特征在于，化学成分按质量百分比计为：C 0.06％～0.09％、Si 0.15％～0.27％、Mn 1.48％～1.56％、P≤0.015％、S≤0.005％、Ni 0.05％～0.21％、Cu 0.04％～0.09％、Mo0.04％～0.07％、Nb 0.028％～0.035％、Ti 0.011％～0.021％、B 0.0009％～0.0023％、Al 0.018％～0.025％、Ce0.0018％～0.0046％、N 0.0035％～0.0045％、O0.0012％～0.0017％和余量的Fe。
4.根据权利要求1～3任意一项所述的高屈服强度E级钢板，其特征在于，所述Ti、Nb、B、C和N的含量满足以下条件：0.35％≤9.91Ti+7.46Nb+0.05B+0.20C+0.08N≤0.45％。
5.权利要求1～4任意一项所述可承受150kJ/cm大热输入焊接的高屈服强度E级钢板的制备方法，包括以下步骤：
将合金原料依次进行熔炼、连铸、粗轧和精轧，得到可承受150kJ/cm大热输入焊接的高屈服强度E级钢板。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述连铸完成后粗轧前还包括保温。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述保温的温度为1050～1300℃，所述保温的时间为1～3h。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述粗轧的温度为1000～1050℃，所述粗轧的道次为3～5道次，所述粗轧的总压下率不低于55％。
9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述精轧的温度为750～950℃，所述精轧的道次为4～6道次，所述单道次的压下率≥8％。
10.根据权利要求5或9所述的制备方法，其特征在于，所述精轧的末三道次的总压下率≥40％。
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