[发明专利]一种屈强比≤0.65的移动式海洋平台用钢及生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种海洋工程用钢及其生产方法，具体地属于一种屈强比≤0.65的移动式海洋平台用钢及生产方法。

背景技术

近年来，各国大力发展海洋经济，海洋工程用钢需求量越来越大，海洋结构工程向大型化、深海化发展，当开采水深超过500m的油气资源时，固定式海洋平台经济性较低。因此，移动式海洋平台是未来海洋工程的主要发展方向。移动式海洋平台在服役时，钢结构承受载荷波动大，降低材料的屈强比（屈服应力YS与抗拉强度TS的比）能够大大提高平台结构抵御地震、海啸等突发灾难的能力，使材料在局部加载失稳时不发生明显破坏，从而提高海洋平台钢结构安全性。目前，普通强度355MPa级用钢占海洋平台用钢比例约35%～60%，主要用于平台的浮式结构和船体结构，厚度范围需覆盖6～80mm,要求有优良的焊接性、低温韧性、抗疲劳性能和较低屈强比等。一般来说，已知通过使钢材的金属组织成为在铁素体这样的软质相中适度分散有贝氏体和马氏体等硬质相，可以实现钢材的屈强比降低化。

经检索：中国专利公开号为CN102719753A 的专利文献，公开了一种低屈强比高强度钢板及制造方法，该钢板屈服强度475~615MPa，抗拉强度806~872MPa，屈强比0.59~0.70，-20℃冲击功在85~120J，延伸率在20~26%。其不足之处在于-20℃冲击功在85~120J，作为移动式海洋平台用钢其韧性储备较低，并未涉及-20℃以下的低温韧性；其次该钢生产工艺采用双相区正火，组织未完全奥氏体化，正火不充分导致室温组织稳定性差，抗疲劳性能及焊接性能难以满足移动式海洋平台要求。

中国专利公开号为CN102644024B的专利文献，其公开了一种低合金低屈强比海洋工程结构用钢及其生产方法。该钢采用TMCP工艺生产，返红温度要求达到450~500℃，屈强比≤0.80。其不足之处在于：厚度＞40mm钢板很难保证如此低的返红温度同时保证板形，其次所制造的钢板厚度规格难以满足移动式海洋平台用钢需要；其屈强比（≤0.80）对于载荷波动较大的移动式海洋平台仍难以满足需要。

中国专利公开号为CN102732781A的专利文献，其公开了一种-40℃CTOD≥2毫米的海洋平台及其生产方法，其化学成分组成为：C：0.065~0.15%，Si：0.16~0.55%，Ni：0.05~0.50%，B：0.0002~0.002%，Ti≤0.005%，La：0.0008~0.008%，P≤0.008%，S≤0.005%，Mn≤0.08%，Als≤0.008%，O≤0.0015%，N≤0.001%，H≤0.0001%，其余为Fe和不可避免的杂质。其存在不足是：钢中添加了B，导致钢材的焊接冷裂纹敏感性增加，焊接时需采用焊后保温工艺，降低了钢材焊接效率，难以满足大型浮式船体结构焊接要求。同时添加0.0008~0.0080%为稀土元素，对炼钢要求较高，成分控制成本高。

目前大多数获得低屈强比钢板的制造方法主要采用Nb+Ti微合金化，利用控制轧制及控制冷却工艺，在贝氏体转变温度冷却，得到一定体积分数的软相（铁素体）加一定体积分数的硬质相（贝氏体或岛状M/A）的组织。海洋平台结构用钢主要以正火和TMCP两种工艺生产。TMCP工艺通常采用Nb、Ti微合金化成分结合控轧控冷工艺，采用形变诱导铁素体强化技术，获得晶粒细小组织。强化方式以细晶强化、沉淀强化、位错强化为主，该三种强化方式随着钢板屈服强度提高均不可避免的要增大屈强比。并且，强度级别越高对冷却要求越大，受冷却强度及设备能力的限制容易造成钢板冷却不均匀，性能不均匀，难以稳定控制组织中硬质相和软质相比例；而且随着钢板厚度的增加心部冷却效果下降，造成厚度方向性能不均匀。因此采用TMCP生产低屈强比且性能稳定的厚钢板难度较大。而采用正火工艺生产的钢板，通常主要以固溶强化为主，这种强化方式能使钢铁材料获得较低的屈强比，同时正火处理控制工艺窗口较宽，可以改善组织的均匀性，提高材料疲劳强度、提高韧性、提高钢材使用安全性和寿命。然而，采用传统正火工艺生产大厚度钢板通常难以保证材料心部性能，一般获得以铁素体+珠光体为主的组织，这种组织屈强比约0.75~0.85之间，难以满足移动式海洋平台用钢需要。

发明内容

本发明针对现有技术不能满足移动式海洋平台用钢的不足，提供一种屈服强度R_eL≥360MPa，抗拉强度R_m≥560MPa，屈强比≤0.65，延伸率A≥26%，-40℃夏比冲击吸收功横向＞100J，CE≤0.43%、钢板厚度在8~80mm的屈强比≤0.65的移动式海洋平台用钢及生产方法。

实现上述目的的措施：