[发明专利]一种高强韧耐腐蚀海洋工程用钢及其制造方法

说明书

本发明涉及一种高强韧耐腐蚀海洋工程用钢及其制造方法，钢板成分组成为：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。余量为Fe和不可避免的杂质。制备的工程用钢抗拉强度≥800Mpa，屈服强度≥750Mpa，断后伸长率≥18％，断面延伸率≥55％，‑18℃冲击功≥75J。模拟海水溶液腐蚀速率≤0.07/mm·a，抗硫化氢应力腐蚀试验中720h未断裂。

技术领域

本发明属于钢铁材料技术领域，具体涉及一种高强韧耐腐蚀海洋工程用钢及其制造方法

背景技术

随着我国石油勘探领域不断向海洋进军，海洋工程用装备需求量也在不断攀升。然而，海洋环境极其复杂，台风、波浪、海潮、风暴及流冰都威胁装备的使用，这就对水下油气开采装备提出了更高要求。

尤其是深海采油水下井口头材料，服役条件为湿H₂S、高Cl^-的海洋严苛环境，还要承受海底地震载荷的冲击，外加应力巨大，同时，为保证材料高强度，逐渐增加的合金元素也会成为材料应力腐蚀开裂的原因之一；金属表面的析氢反应会使氢进入材料中，在应力作用下导致氢脆发生，以上种种皆会加剧材料应力腐蚀开裂，严重影响材料使用寿命。而一般情况下，材料的强度越高，应力腐蚀敏感性也越高。因而如何能够使海洋工程用钢在高强度条件下具有较好的耐腐蚀性及抗应力腐蚀开裂性，成为亟待解决的问题。

稀土元素RE具有较强化学活性。钢中加入稀土元素，不仅能起到很强的脱氧、脱硫作用。还可以与低熔点化合物如磷、氢、锑、铋、铅、砷、锡等发生作用形成高熔点化合物。亦可抑制以上元素在晶界偏析，起到净化晶界的作用。除此之外，稀土元素还能固溶到钢铁材料基体中或与其他溶质元素或化合物交互作用形成新相，起到固溶强化、提高韧性、强化晶界、降低氮或碳的活度、改善组织等作用。从而达到改善材料综合性能的目的。稀土元素还可在晶界上富集，提高晶界部位的电位，改善局部腐蚀性能。

经检索：

一种高强度调质海洋工程用钢板及其生产方法(CN 110578089 A)

钢板成分组成为：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％，余量为Fe和不可避免的杂质；生产方法包括转炉炼钢、LF精炼、VD真空处理、连铸、铸坯加热、轧制、调质热处理工序。本发明钢板厚度20～50mm，屈服强度≥480MPa，抗拉强度620～780MPa，延伸率≥20％，-40℃纵向冲击功≥100J。

高止裂、抗应变时效脆化特性的耐海水腐蚀钢板及其制造方法(CN 109423572 B)高止裂、抗应变时效脆化特性的耐海水腐蚀钢板及其制造方法，其成分重量百分比为：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％，其余为Fe和不可避免杂质；该钢板具有高强度，优良的低温韧性、止裂特性及抗应变时效脆化特性，而且钢板还具有优良的耐海水腐蚀性，能够承受大热输入焊接，特别适用于冰海地区的破冰船壳体、海洋平台、跨海大桥、海洋风塔结构、水电金属结构(压力钢管、蜗壳、钢岔管及水轮机金属构件)及压力容器等，并且能够实现稳定批量工业化生产。