随着国内造船业的迅速发展，我国已成为世界最主要的造船大国之一。因此，我国对船板钢的需求量不断增加，同时质量等级要求也越来越高。在具有较高强度的同时还要有较高的韧性。研发高强度高韧性级别船板钢对于扩大市场份额、提高市场竞争力、增加企业效益都具有十分重要的意义。通过低碳TMCP工艺生产的高强度低合金钢，其组织由铁素体、珠光体向针状铁素体和贝氏体方向发展，其内在的良好组织形态和第二相粒子、亚结构、高密度位错的综合作用，使钢板在获得高强度的同时保证了良好的冲击韧性。
F36高强船板钢不仅对强度要求较高，同时对低温冲击韧性和焊接性能也有较高的要求。因此，采用低碳微合金化、提高钢的纯净度以及优化控轧控冷工艺是设计F36高强船板钢的主要依据。低碳可以降低钢的碳当量，提高钢板的冲击韧性和焊接性能;同时可以改善连铸板坯的中心成分偏析等缺陷，易于获得较高质量的连铸板坯。降低P、S含量、提高钢的纯净度，可以提高钢的塑韧性。P含量主要影响钢的塑性，S含量主要影响钢的韧性，另外，钢中硫化物夹杂还会影响钢的各向异性。通过进行微合金化处理，结合控轧控冷工艺技术，利用适当合金元素提高奥氏体粗化温度，延迟变形奥氏体再结晶细化钢板组织，提高钢板强度、韧性和塑性，从而获得良好的综合性能。并通过进一步降低韧-脆转变温度，保证良好稳定的低温冲击性能。试制钢板的化学成分见表1。
表1 试制钢板的化学成分(质量分数，%)
CSiMnPSAltNb、V、Ti、Mo、Ni
0.04~0.080.10~0.401.20~1.60≤0.015≤0.0080.02~0.06适量
工艺开发流程为：高炉铁水→铁水预脱硫→氧气顶底复吹转炉→LF精炼→RH精炼→板坯连铸→坯料精整→加热→除鳞→轧制→ACC冷却→矫直→空冷→探伤→取样→标识→入库→发货。
采用250mm厚铸坯，轧制成40mm厚钢板。首先将板坯加热到1190～1240℃，保温3～5h，既保证了加热质量，保证合金的充分溶解，同时又避免了过高的加热温度和过长的加热时间导致奥氏体晶粒过分粗化长大。轧制工艺参数为：第一阶段(粗轧)开轧温度1080～1130℃;第二阶段(精轧)开轧温度860～920℃，终轧温度800～830℃。
由于试制钢板较厚，为使钢板厚度方向上的组织均匀、细小，在控制轧制和控制冷却过程中，应通过合理控制轧机的轧制力、轧制扭矩、轧制速度以及轧后控冷的水流量、辊道速度和加速度等设备参数，获得合适的控轧控冷工艺制度。在粗轧阶段，为奥氏体再结晶区轧制，要加大道次压下量，使形变在厚度方向上充分渗透至板坯心部，以便于奥氏体能够进行充分地再结晶，达到均匀细化奥氏体晶粒、改造铸态组织的目的;同时，为了达到充分的再结晶，粗轧阶段应在950℃以上的温度区间内完成。在精轧阶段，为奥氏体未再结晶区轧制，要保证一定量的总变形率(≥50%)，充分发挥控制轧制的作用，使控轧钢板的组织获得尽可能多的位错、变形带等晶体缺陷，为轧后控冷过程中相变形核作组织准备。控冷工艺参数的最大区别在于冷却速率和强制冷却的温度范围(开始冷却温度和终止冷却温度)，不同的冷却速率和强制冷却的温度范围对于冷却过程之后钢板的微观结构有不同的影响。
通过研究发现，采用低碳TMCP工艺生产的40mm厚试制钢板各项力学性能良好，产品质量完全符合GB712-2000标准要求，并达到船级社认证要求水平，且有较大富余。采用低碳微合金化成分设计的试制钢经控轧控冷工艺后得到的组织主要是针状铁素体+准多边形铁素体的复合组织结构。该组织具有优良的综合力学性能，在获得较高强度的同时可以保证良好的低温韧性，可满足F36高强船板钢的要求。
