[发明专利]一种稀土微合金化600MPa级系泊链用热轧圆钢及其生产方法

说明书

本发明公开了一种稀土微合金化600MPa级系泊链用热轧圆钢，其化学成分的质量百分含量包括：C 0.20％～0.30％、S i 0.15％～0.30％、Mn 0.80％～1.00％、P≤0.020％、S≤0.020％、Cr 0.60％～0.80％、Mo 0.40％～0.60％、N i0.40％～0.60％、Nb 0.02％～0.06％、Cu 0.10％～0.20％、A l t 0.020％～0.050％，Re 0.020％～0.030％，其余为Fe和不可避免的微量杂质，质量分数共计100％。还公开了其生产方法。本发明成功采用开发出具有优良综合力学性能的稀土微合金化600MPa级系泊链用热轧圆钢。

技术领域

本发明涉及冶炼技术领域，尤其涉及一种稀土微合金化600MPa级系泊链用热轧圆钢及其生产方法。

背景技术

随着陆地资源的逐渐减少，世界各国正加速开发海洋资源，海洋油气开发特别是深海油气开发已成为世界能源的主要领域。用于石油勘探和开采的工程平台、船舶、浮式储油轮(FPSO)及半潜式钻井船在海洋环境中的主要固定方式是系泊链系泊。海洋系泊链用钢的需求量越来越大。系泊链需长期浸泡在海水中，受到海浪、海风无规律应力作用，且需具有20年以上的使用寿命，这对系泊链的性能提出了很高的要求。系泊链用钢不仅要强度高、韧性好，而且还要求具有耐海水腐蚀、抗疲劳破坏、耐磨损等特性。根据使用的强度水平不同,系泊链产品主要有R3、R3S、R4、R4S、R5级等。

目前国内外所生产的R4级系泊链为了保证其高性能，通过增加Ni、Mo等合金元素含量，导致钢材价格昂贵。目前国内部分期刊对四级系泊链的研究做过一些报道，《材料开发与应用》2010年02期“热处理工艺对22MnCrNiMo系泊链钢组织与耐蚀性能的影响”、《特殊钢》2006年第5期“R4海洋系泊链中φ140mm圆钢的开发”、《热加工工艺》2009年第2期“热处理对新型系泊链钢22MnCrNiMo组织和性能的影响”等。这些文献都报道了一些用于级系泊链生产的钢种，其共同点是通过加入大量的含量来保证其低温冲击韧性,有的文献中含量高达1.2％以上，这样就会造成生产成本的提高。因此,低成本高性能系泊链钢的研究和生产显得尤为迫切。

由于钢中加入了大量合金元素，导致材料热轧态组织为半马氏体组织，材料在交货前必须进行退火处理，否则材料在放置过程中会产生马氏体转变，产生组织应力，从而导致材料出现内裂纹报废。这样就增加了热处理成本，且降低了生产效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种稀土微合金化600MPa级系泊链用热轧圆钢及其生产方法，利用微量稀土及少量Cr、Mo、Ni、Cu、Nb复合合金化原理，在降低生产成本的前提下，显著提高系泊链用钢的淬透性、耐腐蚀性、抗疲劳性和低温韧性，进而显著提高系泊链用钢的整体寿命和安全性，从而生产出低成本高性能的系泊链用钢。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种稀土微合金化600MPa级系泊链用热轧圆钢，其化学成分的质量百分含量包括：C 0.20％～0.30％、Si 0.15％～0.30％、Mn 0.80％～1.00％、P≤0.020％、S≤0.020％、Cr 0.60％～0.80％、Mo 0.40％～0.60％、Ni 0.40％～0.60％、Nb 0.02％～0.06％、Cu 0.10％～0.20％、Alt 0.020％～0.050％，Re 0.020％～0.030％，其余为Fe和不可避免的微量杂质，质量分数共计100％。

进一步的，其化学成分的质量百分含量包括：C 0.20％、Si 0.18％、Mn 0.90％、P0.0072％、S 0.005％、Cr 0.75％、Mo 0.55％、Ni 0.45％、Nb 0.030％、Cu 0.12％、Alt0.025％，Re 0.021％，其余为Fe和不可避免的微量杂质，质量分数共计100％。