[發明專利]高韌性海洋工程用鋼板及其制造方法

有效

• 申請號: 201210052011.5
• 申請日: 2012-03-01
• 公開（公告）號: CN102534383A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 狄國標;王彥鋒;麻慶申;沈欽義;楊永達;姜中行;楊春衛;王文軍;王龍和;張蘇淵;白學軍;何元春;吳斌
• 申請（專利權）人: 首鋼總公司
• 主分類號: C22C38/16
• 分類號: C22C38/16;C21D8/02
• 代理公司: 北京華誼知識產權代理有限公司 11207
• 代理人: 劉月娥

技術領域

本發明屬于海洋工程用鋼技術領域，特別是涉及一種高韌性海洋工程用鋼板及其制造方法，成本低、塑性強、焊接性、抗層狀撕裂以及落錘等綜合力學性能優良。

背景技術

隨著我國對石油等不可再生資源的需求不斷增長，海洋成為滿足石油需求的希望所在。海洋開發進程不斷加快，海洋油氣業異軍突起，年均增長率達到32.3％，迅速成長為中國海洋經濟的支柱產業。海洋石油是我國未來二十年能源戰略的重點。

由于石油天然氣開發由陸地向淺海直至溫度在-40～-60℃的寒冷地帶推進，為保證海洋平臺經受住冰塊等飄浮物的撞擊作用，要求海洋平臺結構用鋼具有良好的低溫韌性。而自升式平臺和半潛式平臺等高等級海洋平臺對超高強海洋工程用鋼的需求量日益增多，當自升式平臺的樁腿采用低級別鋼板容易造成樁腿升起時，重心提高，平臺穩定性降低，因此有必要提高強度，減輕樁腿的重量，降低重心，保證平臺安全。

海洋平臺為大型焊接結構設備，焊接部位多，焊接性能優劣直接影響到焊接效率。提高焊接線能量，免除焊后熱處理對于縮短海洋平臺的制造周期和降低成本具有重要意義。海洋平臺用鋼要求厚度方向有良好的抗層狀撕裂性能，而層狀撕裂在外觀上沒有任何跡象，現有的無損檢測手段又難以發現，即使能判斷結構中有層狀撕裂，也很難修復，造成巨大的經濟損失。因此，保證海洋平臺用鋼具有良好的抗層狀撕裂性能是必要的。研發低成本高韌性海洋平臺用厚板具有重要現實意義。

公開號為CN1218115A發明專利提出銅硼系低碳及超低碳貝氏體高強鋼的生產方法，但其厚度較低僅為6-16mm，并未研究焊接性能等性能。

公開號為CN101165202A發明專利提出具有高焊接熱影響區韌性的高強鋼及其制造方法，其生產工藝為TMCP+回火工藝，增加了生產工序，成本增加。

公開號為CN101812642A發明專利提出一種超細晶貝氏體高強鋼及其制造方法，其強度較高，達到690MPa，但低溫韌性較低，僅能滿足-20℃，未研究層狀撕裂性能。

公開號為CN101818304A和CN101255528A發明專利提出一種超大線能量焊接高強鋼及以及超低溫韌性優異的含鈮鋼板，但其屈服強度分別為460MPa和480MPa，強度級別較低。

公開號為CN101984119A以及CN101845597發明專利提出的專利強度級別達到690MPa，但其生產工藝均為調質，熱處理工藝增加了生產成本。

公開號為CN101781742A發明專利提出了采用TMCP工藝生產超高強度和低溫沖擊韌性的中厚板鋼，其工藝簡單，強度級別達到550MPa，-60℃沖擊大于37J，但是其添加了Cr元素，成本增加，而且其厚度為18～40mm，厚度較薄，未研究焊接、抗層狀撕裂等海洋工程用鋼需要的性能。

公開號為CN101418417A發明專利提出寬厚規格高強度船板鋼的及生產工藝，但其強度級別較低，為390MPa。

公開號為CN101705434A發明專利提出具有超高強度和沖擊韌性的船板鋼及制備方法，鋼板屈服強度為620MPa，抗拉強度為720-890MPa，-60℃沖擊功大于41J，但其Cu、Cr、Mo、Ni含量較高并采用淬火和回火工藝，成本較高。

公開號為CN101906591A和CN101775559A發明專利提出一種超高強船板鋼及其生產方法。其Re＞550MPa，Rm＞670MPa，伸長率＞20％，-60℃沖擊功＞60J或200J，Z向斷面收縮率＞35％，但其采用TMCP+回火工藝，并且Cu、Cr、Mo、Ni含量較高，生產成本較高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高韌性海洋工程用鋼板及其制造方法，鋼板的厚度范圍10-50mm；采用TMCP工藝技術生產高強度高韌性、易焊接并具有良好抗層狀撕裂性能的海洋工程用鋼，滿足了目前國內市場對高等級海工用鋼的需求。

本發明的海洋工程用鋼板的成分重量百分含量為：C?0.03-0.08％，Si0.10-0.30％，Mn1.0-1.60％，Alt0.03-0.04％，Nb0.03-0.06％，V0.05-0.09％，Ti0.010-0.02％，Mo0.1-0.4％，Ni0.1-0.4％，Cu0.1-0.4％，P＜0.01％，S＜0.005％，Nb+V+Ti≤0.12％，其余為Fe和不可避免雜質。

盡量采用寬鑄坯，降低展寬比(展寬比≤1.6)，嚴格控制終冷溫度，生產鋼板厚度規格為10～50mm，鋼板微觀組織為塊狀鐵素體、針狀鐵素體和少量珠光體。