[發明專利]785MPa級別海洋平臺用特厚調質齒條鋼板及制備方法

有效

• 申請號: 202010728335.0
• 申請日: 2020-07-23
• 公開（公告）號: CN111621711B
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發明（設計）人: 葉其斌;王慶海;田勇;王昭東
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/42;C22C38/44;C22C38/46;C22C38/48;C22C38/50;C22C38/54;C21D8/02;C21D1/25
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 陳玲玉;梅洪玉

本發明公開了一種785MPa級別海洋平臺用特厚調質齒條鋼板及制備方法，所述鋼板化學組成按重量百分比為：C：0.08～0.15％，Mn：0.60～1.5％，Si：0.10～0.50％，S：0.002～0.005％，P：0.005～0.015％，Ni：2.7～4.％，Cr：0.40～1.00％，Mo：0.30～0.70％，Cu：0.10～0.40％，Nb：0～0.080％，V：0～0.10％，Ti：0～0.08％，Al：0.02～0.08％，B：0.0008～0.0015％，余量為Fe和其他不可避免的雜質。采用低C、高Ni?Cr?Mo合金化及Nb、V、Ti微合金化成分體系，屈服強度≥795MPa，抗拉強度≥865MPa，?60℃夏比V型缺口沖擊功≥140J，Z≥35％，最大厚度為100mm，可用于制造海洋平臺用齒條。本發明所述的785MPa級別高淬透性高強韌海洋平臺用特厚調質齒條鋼板還具有低屈強比的特點，應用范圍更廣，結構安全性更高，適用于極低溫度海域的工作環境。

技術領域

本發明屬于厚板及特厚板生產領域，具體涉及一種785MPa級別高淬透性高強韌海洋平臺用特厚調質齒條鋼板及其制備方法。

背景技術

能源危機的日益突出，促進了陸地優質石油資源過度開發，同時加速了世界各國對海洋油氣的勘探和開采。海洋油氣開發逐漸由陸地向近海、深海延伸已成為世界能源領域的發展趨勢。我國海域內的油氣資源非常豐富，尤其是南海海域，為開發和利用海洋資源，我國不斷發展和提升海洋裝備的技術水平。目前，我國船舶與海洋工程用鋼已能滿足國內市場的大部分需求，但部分高級別的特種鋼材仍依賴進口，主要是高強度、抗層狀撕裂、超低溫韌性等鋼板，其生產工藝十分嚴格，對設備要求高，開發難度大。海洋工程用鋼中最具代表性的就是自升式鉆井平臺樁腿用特厚齒條鋼板，該鋼板長期在波浪、海潮及寒冰等嚴峻的海洋環境下服役，承受嚴酷的載荷和復雜的腐蝕環境，因此要求特厚齒條鋼具備高強度、高韌性、抗疲勞、耐腐蝕、低溫韌性、抗層狀撕裂及良好的可焊性等性能。

為了提高海洋平臺用鋼的安全性，高強、高韌、大厚度鋼板的使用逐年增加。目前對于特厚齒條鋼板的研發已經取得了重要階段性進展，國產690MPa級別的齒條鋼板厚度已達到215mm。由于鋼錠或鋼坯心部存在疏松、縮孔、偏析等缺陷、軋制變形難以滲透至心部以及淬火冷卻速率和均勻性差等原因，當前690MPa級別海洋平臺用齒條鋼厚度方向組織性能嚴重不均勻，尤其是心部強度低韌性差。隨著海洋平臺規格的不斷增大，需要更高強度級別齒條鋼實現減重以保證海洋平臺的安全。因此，需要開發高淬透性、高韌性、高強度，如785MPa級別的海洋平臺用齒條鋼來代替現有的690MPa級別齒條鋼。

隨著海工裝備和技術水平的不斷進步，采用一種更為合理的高淬透性合金設計及其生產工藝，實現海洋平臺用特厚齒條鋼板具有更高的強度、更優異的低溫韌性以及良好的厚度方向組織性能均勻性，成為一個亟需解決的問題，也將為海洋油氣向極低溫海域和更深海域的開發提供保障。

發明內容

本發明的目的在于提供一種785MPa級別高淬透性高強韌海洋平臺用特厚調質齒條鋼板及其制造方法，采用低C、高Ni-Cr-Mo合金化及Nb、V微合金化成分體系。所述特厚調質鋼板組織為回火馬氏體，屈服強度≥795MPa，抗拉強度≥865MPa，-60℃夏比V型缺口沖擊功≥140J，Z≥35％，最大厚度為100mm，可用于制造海洋平臺用齒條。

為實現上述目的，本發明的技術方案為：

一種785MPa級別海洋平臺用特厚調質齒條鋼板采用低C、高Ni-Cr-Mo合金化及Nb、V、Ti微合金化設計，其化學組成按重量百分比為：C：0.08～0.15％，Mn：0.60～1.5％，Si：0.10～0.50％，S：0.002～0.005％，P：0.005～0.015％，Ni：2.7～4.％，Cr：0.40～1.00％，Mo：0.30～0.70％，Cu：0.10～0.40，Nb：0～0.080％，V：0～0.10％，Ti：0～0.08％，Al：0.02～0.08％，B：0.0008～0.0015％，余量為Fe和其他不可避免的雜質。