[发明专利]一种海洋平台用Ti微合金化中锰钢中厚板及其制备方法

说明书

一种海洋平台用Ti微合金化中锰钢中厚板及其制备方法，其特征在于，按重量百分比其化学组成为：C：0.03～0.1％，Mn：4.0～8.0％，Ti：0.02～0.10％，Si：0.10～0.40％，S：＜0.005％，P：＜0.005％，Al：0.02～0.05％，Cr：0.10～0.40％，Ni：0.10～0.30％，Mo：0.10～0.40％，Cu：0.10～0.30％，其余为Fe和其他不可避免的杂质；制备方法：1)将海洋平台用Ti微合金化中锰钢中厚板合金铸锭锻造成坯料，随炉加热后保温，得到加热后的坯料；2)将加热后的坯料，进行多道次热轧，制得热轧板后淬火；3)将淬火后中厚板放入炉中加热并保温，空冷至室温，得中锰钢中厚板，其组织为回火马氏体及细小的逆转变奥氏体双相组织。

技术领域

本发明属于冶金行业的钢铁生产领域，具体涉及一种海洋平台用Ti微合金化中锰钢中厚板及其制备方法。

背景技术

海洋工程装备是国家海洋经济发展的前提和基础，具处于海洋产业价值链的核心环节，拥有广阔的市场应用前景。我国海洋石油和天然气资源的平均探明率分别为12.3％和10.9％，远远低于73.0％和60.5％的世界平均探明率水平，与陆地相比，海上油气勘探开发具有极大潜力。海洋平台作为海洋工程设备的重要组成部分，其平台中厚钢板需求量不断扩大，但我国在高端海洋工程装备制造领域仍不能满足需求，特别是核心设备方面的特殊钢，目前中国每年约有70％的海洋工程装备及设备需要进口。因此研发具有自主知识产权、制备流程能耗低、高强韧性的海洋工程中厚钢板，对完善我国能源结构体系、实现工业化强国具有战略意义。

随着对油气资源的开发逐步由陆地、浅海向极地、深海区域发展，具有大规格、超高强韧性匹配的特殊性能用钢需求量急剧增大。传统的355MPa、420MPa和460MPa级海洋平台用钢已经满足不了部分高等级特殊场合用钢的要求，但是国内高强度级别(460MPa～550MPa)中厚板、超高强度级别(≥690MPa)中厚板在厚度方向成分、变形以及冷速难以保证均匀分布，导致在厚度方向的强韧性存在较大的差异。目前，国内外传统海洋平台高强韧性中厚板在成分设计方面均需要采用铌、钒、钛合金化成分，通过加入大量的昂贵的Ni-Mo来保证钢板的低温冲击韧性，在制造工艺流程方面，需要采用多级热处理达到厚度方向的组织性能均匀，导致钢板生产成本高，能源消耗大。

发明内容

针对目前特厚板存在的厚度方向组织性能不均、制备工艺复杂、强化机制单一等问题，本发明提供一种海洋下台用Ti微合金化中锰钢中厚板及其制备方法。本方法的技术方案为：

一种海洋平台用Ti微合金化中锰钢中厚板，按重量百分比其化学组成为：C：0.03～0.1％，Mn：4.0～8.0％，Ti：0.02～0.10％，Si：0.10～0.40％，S：＜0.005％，P：＜0.005％，Al：0.02～0.05％，Cr：0.10～0.40％，Ni：0.10～0.30％，Mo：0.10～0.40％，Cu：0.10～0.30％，其余为Fe和其他不可避免的杂质；

所述中厚板组织为回火马氏体及细小的逆转变奥氏体双相组织。

所述中厚板厚度为20～100mm，屈服强度为710～780MPa，抗拉强度为855～920MPa，延伸率为23.6～28.9％，-60℃冲击功＞100J。

一种海洋平台用Ti微合金化中锰钢中厚板的制备方法，包括以下工艺步骤：

步骤1，坯料加热：

将海洋平台用Ti微合金化中锰钢中厚板合金铸锭锻造成坯料，随炉加热至1100～1250℃，保温1～3h，得到加热后的坯料；

步骤2：热轧处理：

(1)将加热后的坯料，进行多道次热轧，总压下率为28.6％～85.7％，开轧温度为960～1050℃，终轧温度为880～970℃，制得20～100mm厚的热轧板；