[发明专利]一种750MPa级低应力腐蚀敏感性海洋工程用钢及生产方法

说明书

一种750MPa级低应力腐蚀敏感性海洋工程用钢，其组分及重量百分比含量：C：0.096~0.137%，Si：0.19~0.41%，Mn：1.23~1.83%，P：≤0.008%，S：≤0.002%，Als：0.055~0.085%，Nb：0.021~0.082%，Ti：0.014~0.045%，Cu：0.33~0.51%，Ni：0.85~1.32%，B：0.0008~0.0019%，Mo：0.19~0.49%，N：≤0.0040%，Zr：0.09~0.20%或W：0.10~0.22%或两者以任意比例的复合添加，当Zr与W同时添加时，其总含量控制在0.19~0.35%。生产方法：铁水脱硫；经转炉冶炼后真空处理；连铸成坯并加热；两阶段式轧制；淬火；回火。本发明屈服强度大于750MPa，临界应力在其屈服强度的58%以上，720h不发生断裂。

技术领域

本发明涉及一种海洋工程用钢及其生产方法，尤其属于750MPa级低应力腐蚀敏感性海洋工程用钢及生产方法。

背景技术

应力腐蚀开裂是指受拉伸应力作用的金属材料在某些特定的介质中，由于腐蚀介质和应力的协同作用而产生的滞后开裂现象。通常，在某种特定的腐蚀介质中，材料在不受应力时腐蚀速率很小，而受到一定的拉伸应力(可远低于材料的屈服强度)下，经过一定的时间后，即使是延性很好的金属也会发生低应力脆性断裂。

近年来，海洋资源开发受到普遍重视，各种海上运输工具、海上平台以及水下输送等大量增加。而建造上述工具、构件所需金属材料在海洋中的腐蚀相当严重，因此海洋腐蚀问题日益突出。与此同时，随着海洋工程结构的大型化、综合化，对高强度钢材的需求提上日程。而随着强度级别的提高，低合金结构钢的应力腐蚀敏感性问题愈加突出。

经检索：

中国专利公开号为CN106756614的文献，公开了《一种耐海洋大气、海水飞溅腐蚀的210mm厚易焊接F690钢板及其制备方法》，以Fe为基础元素，且还包含化学成分：C0.11～0.14％，Si0.15～0.35％，Mn0.9～1.15％，P≤0.006％，S≤0.002％，Cr0.55～0.75％，Mo0.4～0.6％，Ni3.65～4.0％，Cu0.2～0.4％，Al0.06～0.10％，V0.03～0.06％，Nb0.015～0.04％，N≤0.007％，H≤0.00015％，B0.0008～0.002％，Ca0.001～0.005％，Ca/S≥1，Al≥(Mn/C)′(％N)及杂质元素；碳当量CEV≤0.82％。钢板不仅具有高的机械性能还具有良好的耐海洋大气和海水飞溅腐蚀性能，钢板的综合性能优良。该文献钢生产方法：冶炼原料，依次经KR铁水预处理、电炉/转炉冶炼、LF精炼、VD/RH精炼、模铸，生产出S≤0.002％、P≤0.006％、H≤0.00015％、O≤0.0015％、N≤0.007％的钢水并采用低过热度30～40℃的全程氩气保护浇铸成扁钢锭；浇注前，钢锭模和底盘须预热至60～130℃并确保其充分干燥；在钢锭脱帽后，带模入缓冷坑进行≥48小时的冷却后脱模；缓冷完成后对钢锭表面带温200～300℃清理；将清理后的钢锭在均热炉中加热至1240～1270℃保温15～20小时，出炉后开坯轧制至厚度为450～550mm的钢坯，开坯后的钢坯在冷床上空冷至适于调运的最高温度后入炉进行扩H处理，在600～650℃下保温48～72小时后随炉冷却至室温；扩H处理后的钢坯在步进炉中重新加热至1230～1270℃保温3.5～4.5小时后出炉，经高压水除鳞处理后进行两阶段轧制；第一阶段轧制为粗轧，开轧温度在1050～1150℃的范围，总压缩率≥35％，最大单道次压下率≥17％；第二阶段轧制为精轧，开轧温度在880～920℃的范围，总压缩率≥20％，轧至成品厚度；轧制完成后实施空冷、矫直和加罩堆缓冷≥72小时；将堆缓冷完成的钢板进行淬火+高温回火处理即获得成品钢板。所述淬火+高温回火处理的淬火处理加热温度为900～920℃，在炉时间为钢板到温后保温0.5～1.5小时，出炉后采用≤32℃的冷却水将钢板淬火至表面温度≤50℃，然后空冷至室温；回火处理的加热温度为620～650℃，在炉时间为钢板到温后保温4～7小时，然后出炉空冷至室温。该发明不足之处在于钢中含有较高含量的Ni、Cr元素，生产成本较高；碳当量C_eq相对较高，焊接难度大；钢种强度不满足更高级别(如750MPa级)工程结构要求，且未阐述应力腐蚀性能。