[發明專利]一種1000MPa級耐特殊海洋大氣環境腐蝕螺栓鋼及其制備方法

有效

• 申請號: 202010515776.2
• 申請日: 2020-06-08
• 公開（公告）號: CN111519101B
• 公開（公告）日: 2021-08-17
• 發明（設計）人: 羅志俊;徐士新;孫齊松;呂迺冰;李舒笳;王曉晨;周潔;王翔;馬躍;邱智捷;田志紅
• 申請（專利權）人: 首鋼集團有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/08;C22C38/14;C22C38/16;C22C38/60;C21D9/00;C21D1/25
• 代理公司: 北京華沛德權律師事務所 11302
• 代理人: 馬苗苗

本發明公開了一種1000MPa級耐特殊海洋大氣環境腐蝕螺栓鋼，按照質量分數計包括：C：0.20?0.30％，Si：0.10?0.30％，Mn：0.70?1.20％，Cu：0.20?0.60％，Al：0.025?0.065％，Ti：0.030?0.085％，B：0.0003?0.0050％，P≤0.025％，S≤0.015％，N：0.003?0.01％；還包括Ni：2.5?5.5％；或者還包括：Ni：0.20?0.80％，Cr：0.60?0.90％，Sb：0.05?0.15，Sn：0.06?0.15％，Ni、Sb、Sn的含量滿足：2.5≤[Ni]+6[Sb]^1/2+5.8[Sn]^1/2≤5.5。

技術領域

本發明涉及鋼材制備技術領域，特別涉及一種1000MPa級耐特殊海洋大氣環境腐蝕螺栓鋼及其制備方法。

背景技術

隨著陸地石油儲量減少和開采難度增加，海洋石油將成為未來能源最重要的來源。海洋石油大規模勘探和開發要依賴大量的海洋石油裝備，海洋石油裝備的主要材料為碳鋼，碳鋼在大氣和海洋環境中特別容易受到腐蝕，造成巨大的損失。

現階段國內外學者對碳鋼在海水中的腐蝕遠落后于碳鋼在大氣中的腐蝕研究，碳鋼在海洋環境中的腐蝕情況相當復雜，很多因素能影響海水腐蝕，比如海水中氧的溶解量、海水流速，溫度、鹽分濃度、pH值、與異種金屬接觸以及海洋生物和微生物等都能影響鋼的腐蝕，所以鋼的耐腐蝕性會受到很大程度的影響。我國南海島礁地區擁有豐富的油氣等海洋資源，是我國未來戰略發展的重要方向。大規模開發前需建設安全、可靠、服役壽命長的基礎設施，但南海島礁因其獨特的近海岸、高濕熱、強輻射、高氯離子濃度環境，對島礁工程建筑物的服役耐久性提出了更高的要求，同時島礁建筑用鋼的耐蝕性能遭到更為嚴峻的考驗。

專利申請CN108754303A公開了一種耐大氣腐蝕及耐延遲斷裂性能優良的高強度螺栓鋼，此鋼種采用Cr、Ni、Cu、Re成分特點，提高耐大氣腐蝕性能和延遲斷裂性能，但是不耐海洋大氣環境腐蝕。專利申請CN107022718A公開了一種免涂裝橋梁結構用耐海洋大氣腐蝕高強螺栓鋼及制造方法，是橋架鋼結構用10.9級(1000MPa)耐候螺栓鋼，適應于一般海洋環境特征，無法滿足像南海島礁這樣的高濕熱、強輻射、高氯離子濃度環境。

因此，如何開發一種耐高濕熱、強輻射、高氯離子濃度的海洋大氣環境腐蝕的高強度螺栓鋼成為亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明目的是提供一種1000MPa級耐特殊海洋大氣環境腐蝕螺栓鋼及其制備方法，以獲得耐高濕熱、強輻射、高氯離子濃度的海洋大氣環境腐蝕的1000MPa級螺栓鋼。

為了實現上述目的，本發明提供一種1000MPa級耐特殊海洋大氣環境腐蝕螺栓鋼，按照質量分數計，所述1000MPa級耐特殊海洋大氣環境腐蝕螺栓鋼的化學成分為：

C：0.20-0.30％，Si：0.10-0.30％，Mn：0.70-1.20％，Cu：0.20-0.60％，Al：0.025-0.065％， Ti：0.030-0.085％，B：0.0003-0.0050％，P≤0.025％，S≤0.015％，N：0.003-0.01％，Ni： 2.5-5.5％，其余為Fe和不可避免的雜質元素；或，

C：0.20-0.30％，Si：0.10-0.30％，Mn：0.70-1.20％，Cu：0.20-0.60％，Al：0.025-0.065％， Ti：0.030-0.085％，B：0.0003-0.0050％，P≤0.025％，S≤0.015％，N：0.003-0.01％，Ni： 0.20-0.80％，Cr：0.60-0.90％，Sb：0.05-0.15，Sn：0.06-0.15％，其余為Fe和不可避免的雜質元素，其中，所述Ni、Sb、Sn的質量分數含量滿足如下條件：

2.5≤[Ni]+6[Sb]^1/2+5.8[Sn]^1/2≤5.5。