[發明專利]一種高強韌耐腐蝕海洋工程用鋼及其制造方法

有效

• 申請號: 202110244515.6
• 申請日: 2021-03-05
• 公開（公告）號: CN113046635B
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發明（設計）人: 董治中;黃志新;楊信文;馬玉春;寧保群;王志奇
• 申請（專利權）人: 天津理工大學
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/46;C22C38/48;C22C38/42;C22C38/54;B21J5/00;C21D8/00;C22C33/04
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 王麗

本發明涉及一種高強韌耐腐蝕海洋工程用鋼及其制造方法，鋼板成分組成為：C：0.20?0.35；Mn：0.70?1.50；Si：0.15?0.80；Cr：0.70?1.00；Mo：0.30?1.20；Ni：0.50?1.20；P、S：≤0.005；V：0.01?0.1；B：0.001?0.008；Cu：0.2?1.5；RE:0.01?0.08。余量為Fe和不可避免的雜質。制備的工程用鋼抗拉強度≥800Mpa，屈服強度≥750Mpa，斷后伸長率≥18％，斷面延伸率≥55％，?18℃沖擊功≥75J。模擬海水溶液腐蝕速率≤0.07/mm·a，抗硫化氫應力腐蝕試驗中720h未斷裂。

技術領域

本發明屬于鋼鐵材料技術領域，具體涉及一種高強韌耐腐蝕海洋工程用鋼及其制造方法

背景技術

隨著我國石油勘探領域不斷向海洋進軍，海洋工程用裝備需求量也在不斷攀升。然而，海洋環境極其復雜，臺風、波浪、海潮、風暴及流冰都威脅裝備的使用，這就對水下油氣開采裝備提出了更高要求。

尤其是深海采油水下井口頭材料，服役條件為濕H₂S、高Cl^-的海洋嚴苛環境，還要承受海底地震載荷的沖擊，外加應力巨大，同時，為保證材料高強度，逐漸增加的合金元素也會成為材料應力腐蝕開裂的原因之一；金屬表面的析氫反應會使氫進入材料中，在應力作用下導致氫脆發生，以上種種皆會加劇材料應力腐蝕開裂，嚴重影響材料使用壽命。而一般情況下，材料的強度越高，應力腐蝕敏感性也越高。因而如何能夠使海洋工程用鋼在高強度條件下具有較好的耐腐蝕性及抗應力腐蝕開裂性，成為亟待解決的問題。

稀土元素RE具有較強化學活性。鋼中加入稀土元素，不僅能起到很強的脫氧、脫硫作用。還可以與低熔點化合物如磷、氫、銻、鉍、鉛、砷、錫等發生作用形成高熔點化合物。亦可抑制以上元素在晶界偏析，起到凈化晶界的作用。除此之外，稀土元素還能固溶到鋼鐵材料基體中或與其他溶質元素或化合物交互作用形成新相，起到固溶強化、提高韌性、強化晶界、降低氮或碳的活度、改善組織等作用。從而達到改善材料綜合性能的目的。稀土元素還可在晶界上富集，提高晶界部位的電位，改善局部腐蝕性能。

經檢索：

一種高強度調質海洋工程用鋼板及其生產方法(CN 110578089 A)

鋼板成分組成為：C：0.10～0.15％，Si：0.15～0.40％，Mn：1.10～1.35％，P≤0.010％，S≤0.005％，Cr：0.15～0.45％，Ni：0.10～0.30％，Nb：0.015～0.028％，V：0.015～0.042％，Al：0.025～0.045％，余量為Fe和不可避免的雜質；生產方法包括轉爐煉鋼、LF精煉、VD真空處理、連鑄、鑄坯加熱、軋制、調質熱處理工序。本發明鋼板厚度20～50mm，屈服強度≥480MPa，抗拉強度620～780MPa，延伸率≥20％，-40℃縱向沖擊功≥100J。

高止裂、抗應變時效脆化特性的耐海水腐蝕鋼板及其制造方法(CN 109423572 B)高止裂、抗應變時效脆化特性的耐海水腐蝕鋼板及其制造方法，其成分重量百分比為：C0.040～0.070％，Si≤0.15％，Mn 0.85～1.15％，P≤0.013％，S≤0.0030％，Cu 0.90～1.20％，Ni 0.60～1.00％，Mo 0.05～0.30％，Nb 0.010～0.030％，Ti 0.008～0.014％，Al0.040～0.070％，N≤0.0050％，B≤0.0003％，Ca 0.0010～0.0040％，其余為Fe和不可避免雜質；該鋼板具有高強度，優良的低溫韌性、止裂特性及抗應變時效脆化特性，而且鋼板還具有優良的耐海水腐蝕性，能夠承受大熱輸入焊接，特別適用于冰海地區的破冰船殼體、海洋平臺、跨海大橋、海洋風塔結構、水電金屬結構(壓力鋼管、蝸殼、鋼岔管及水輪機金屬構件)及壓力容器等，并且能夠實現穩定批量工業化生產。