一種海洋鉆井平臺用鋼的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種海洋鉆井平臺用鋼的制備方法，該鋼的化學(xué)成分以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)為：C：0.12-0.15％，Si：0.40-0.60％，Mn：0.60-0.80％，Cr：2.00-2.20％，Al：0.10-0.30％，Mo：0.50-0.70％，P≤0.015％，S≤0.010％，Cu：0.20-0.40％，Ni：1.20-1.40％，Ti：0.025-0.045％，余為Fe和不可避免的雜質(zhì)；所述制備方法包括如下步驟：1）冶煉、精煉，連鑄成坯；2）鋼坯均熱；3）熱軋：開軋溫度1130-1160℃，終軋溫度控制在920-950℃；4）熱處理：在880-920℃條件下進(jìn)行正火熱處理，自然冷卻。
【專利說明】一種海洋鉆井平臺用鋼的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋼鐵冶金【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種海洋鉆井平臺用鋼的制備方法。
【背景技術(shù)】 [0002]中國專利申請?zhí)枮?00810119506.9公開了一種“控軋控冷海洋平臺用鋼及其生產(chǎn)方法”，其化學(xué)組分及重量百分比含量為:C 0.05~0.09%，Mn 1.20~1.60 %，Si0.20 ~0.50%，Nb 0.03 ~0.05%，Ti 0.010 ~0.020%，V 0.03 ~0.06%，S ≤0.005%，Als 0.020~0.040%，P <0.015%，余量為Fe及雜質(zhì)。采用熱機(jī)械控制工藝過程(TMCP)進(jìn)行生產(chǎn)，將按成分冶煉好的鋼水澆鑄成220~250mm厚板坯；將坯料裝入板坯加熱爐加熱，出爐進(jìn)行軋制。粗軋開軋溫度在1060~1160°C;精軋開軋溫度在840~940°C;終軋溫度在780~820°C ;軋制鋼板厚度10~60mm。開始冷卻溫度在760~810°C ;終止冷卻溫度在550~650°C ;冷卻速率在10~17°C /s。其不足在于:采用TMCP工藝生產(chǎn)的鋼板微觀組織結(jié)構(gòu)不均勻，帶狀組織嚴(yán)重，雖然可應(yīng)用于海洋平臺鋼結(jié)構(gòu)建造，但不是一種理想的抗層狀撕裂鋼，因?yàn)槠鋃z ^ 35%，僅滿足基本技術(shù)要求，富裕量較小，在施工中仍會發(fā)生層狀撕裂的問題。
[0003]另一項(xiàng)中國專利申請?zhí)枮?4115981.7的文獻(xiàn)，其公開了一種“適于高溫多濕環(huán)境的耐海水腐蝕鋼及其制造方法”，通過鑄造、熱軋后以3~20°C /sec的冷速加速冷卻，在400°C~600°C溫度范圍停止加速冷卻，然后空冷。其不足在于:微合金化元素太多，包括難于控制的元素N、REM等，冶煉過程中不易操作，難于控制其成分精度，增加了生產(chǎn)難度，提高了成本，并且成形過程中采用軋后控制冷速冷卻工藝，降低了設(shè)備利用率和生產(chǎn)效率，難于在實(shí)際生產(chǎn)過程中推廣應(yīng)用。
[0004]類似的，另一項(xiàng)中國專利申請200610024179.X公開了 “一種耐海水腐蝕鋼及其生產(chǎn)方法”，該兩項(xiàng)耐海水腐蝕鋼專利技術(shù)的化學(xué)成分十分復(fù)雜，而且對難于控制的合金元素提出了精度要求，顯著增加了生產(chǎn)難度和成本。鋼中價(jià)格昂貴的合金元素Mo含量較高，是一種不經(jīng)濟(jì)的鋼種，且鋼中Al含量很高，給生產(chǎn)該鋼種帶來很大困難，尤其是在澆鑄過程中，形成的含Al氧化物及氮化物容易堵塞澆鑄水口，造成生產(chǎn)事故。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提出一種海洋鉆井平臺用鋼的制備方法，該鋼具有良好的抗腐蝕性能，適于海洋鉆井平臺使用，并具有良好的抗層狀撕裂性能。
[0006]為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0007]—種海洋鉆井平臺用鋼的制備方法，所述鋼的化學(xué)成分以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)為:C:
0.12-0.15 %, Si:0.40-0.60 %, Mn:0.60-0.80 %, Cr:2.00-2.20 %, Al:0.10-0.30 %,Mo:0.50-0.70 %, P ^ 0.015 %, S ^ 0.010 %, Cu:0.20-0.40 %, N1:1.20-1.40 %, Ti:
0.025-0.045%, [N] ( 0.030%, [0] ( 0.0025%，余為Fe和不可避免的雜質(zhì)；所述制備方法包括如下步驟:[0008]I)常規(guī)的冶煉，采用吹氬、真空系統(tǒng)精煉，連鑄成坯；
[0009]2)鋼坯均熱:溫度1150°C -1210°C，保溫時(shí)間至少為4-6小時(shí)；
[0010]3)熱軋:開軋溫度1130-1160°C，終軋溫度控制在920_950°C ；
[0011]4)熱處理:在880-920°C條件下進(jìn)行正火熱處理，自然冷卻至常溫。
[0012]以下簡述本發(fā)明鋼中選定各合金元素及成分范圍的理由:
[0013]C是鋼中較為有效、經(jīng)濟(jì)的間隙強(qiáng)化元素，控制鋼中一定C含量可保障鋼的強(qiáng)度，但是過高的C含量會增加偏析程度，降低抗撕裂性能，且使鋼的斷裂韌性顯著降低，綜合平衡鋼的力學(xué)性能和抗撕裂性能，故將C含量的取值范圍確定為:0.12-0.15%。
[0014]Si是一種廉價(jià)的置換強(qiáng)化元素，加入鋼中可顯著提高鋼的強(qiáng)度，如果鋼中Si含量偏高，會使鋼的韌性，尤其使低溫韌性明顯降低。
[0015]Mn不僅可以增加鋼的強(qiáng)度，還可以降低鋼的相變溫度，通過控制軋制過程，細(xì)化晶粒，在提高鋼的強(qiáng)度同時(shí)提高其斷裂韌性，但若鋼中Mn含量偏高，則會形成數(shù)量較多的MnS。
[0016]鋼中添加適量Cr，可抑制環(huán)C原子擴(kuò)散，降低C的偏析，有利于抗撕裂性能的提高，另一方面，適量的Cr可提高鋼的強(qiáng)度。但過量的Cr含量，會形成沿晶界分布的網(wǎng)狀Cr的碳化物，導(dǎo)致鋼的脆性增加，降低鋼的抗撕裂性能。鋼中Ni對強(qiáng)度貢獻(xiàn)不大，但可提高鋼的韌性，尤其是低溫韌性，且鋼中添加適量的Ni，可抑制其它合金元素的擴(kuò)散，減少合金元素偏析，提高抗撕裂性能。
[0017]Al、Cu、Mo、Ni和Ti的組合可以提高鋼的抗海洋環(huán)境腐蝕性能。
[0018]P、S是鋼中有害的雜質(zhì)元素，降低鋼的韌性，含量越低越好。
[0019]本發(fā)明具有如下有益效果:
[0020]I)本發(fā)明通過對合金元素的選擇以及含量的調(diào)整，使得制備的鋼具有抗海洋環(huán)境腐蝕性能，適合海洋鉆井平臺使用。
[0021]2)本發(fā)明鋼具有良好的力學(xué)性能組合，其抗拉強(qiáng)度> 600MPa，抗層狀撕裂性能優(yōu)異，厚度方向拉伸斷面收縮率Zz ^ 55%。
【具體實(shí)施方式】
[0022]實(shí)施例一
[0023]一種海洋鉆井平臺用鋼的制備方法，所述鋼的化學(xué)成分以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)為:C:0.12%, Si:0.60 %, Mn:0.60 %, Cr:2.20 %, Al:0.10 %，Mo:0.70 %，P ≤ 0.015 %，S ≤ 0.010%, Cu:0.20%, Ni:1.40%, Ti:0.025%, [N] ( 0.030%, [O] ( 0.0025%，余為Fe和不可避免的雜質(zhì)；所述制備方法包括如下步驟:
[0024]I)常規(guī)的冶煉，采用吹氬、真空系統(tǒng)精煉，連鑄成坯；
[0025]2)鋼坯均熱:溫度1150°C，保溫時(shí)間至少為6小時(shí)；
[0026]3)熱軋:開軋溫度1130°C，終軋溫度控制在950°C ；
[0027]4)熱處理:在880°C條件下進(jìn)行正火熱處理，自然冷卻至常溫。
[0028]實(shí)施例二
[0029]一種海洋鉆井平臺用鋼的制備方法，所述鋼的化學(xué)成分以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)為:C:0.15%, S1:0.40 %, Mn:0.80 %, Cr:2.00 %, Al:0.30 %，Mo:0.50 %，P ≤ 0.015 %，S ≤ 0.010%, Cu:0.40%,N1:1.20%, T1:0.045%, [N] ( 0.030%, [O] ( 0.0025%，余為Fe和不可避免的雜質(zhì)；所述制備方法包括如下步驟:
[0030]I)常規(guī)的冶煉，采用吹氬、真空系統(tǒng)精煉，連鑄成坯；
[0031]2)鋼坯均熱:溫度1210°C，保溫時(shí)間至少為4小時(shí)；
[0032]3)熱軋:開軋溫度1160°C，終軋溫度控制在920°C ；
[0033]4)熱處理:在920°C條件下進(jìn)行正火熱處理，自然冷卻至常溫。
[0034]實(shí)施例三
[0035]一種海洋鉆井平臺用鋼的制備方法，所述鋼的化學(xué)成分以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)為:C:0.13%, Si:0.50 %, Mn:0.70 %, Cr:2.10 %, Al:0.20 %, Mo:0.60 %, P ^ 0.015 %,S ≤ 0.010%, Cu:0.30%, Ni:1.30%, Ti:0.035%, [N] ( 0.030%, [O] ( 0.0025%，余為Fe和不可避免的雜質(zhì)；所述制備方法包括如下步驟:
[0036]I)常規(guī)的冶煉，采用吹氬、真空系統(tǒng)精煉，連鑄成坯；
[0037]2)鋼坯均熱:溫度1180°C，保溫時(shí)間至少為5小時(shí)；
[0038]3)熱軋:開軋溫度1145°C，終軋溫度控制在935°C ；
[0039]4)熱處理:在900°C條件下進(jìn)行正火熱處理，自然冷卻至常溫。
【權(quán)利要求】
1.一種海洋鉆井平臺用鋼的制備方法，其特征在于，所述鋼的化學(xué)成分以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)為:C:0.12-0.15 %，Si:0.40-0.60 %, Mn:0.60-0.80 %, Cr:2.00-2.20 %, Al:0.10-0.30 %, Mo:0.50-0.70 %, P ^ 0.015 %, S ^ 0.010 %, Cu:0.20-0.40 %, Ni:1.20-1.40%,Ti:0.025-0.045%, [N] ( 0.030%, [O] ( 0.0025%，余為 Fe 和不可避免的雜質(zhì)；所述制備方法包括如下步驟: 1)常規(guī)的冶煉，采用吹氬、真空系統(tǒng)精煉，連鑄成坯； 2)鋼坯均熱:溫度1150。。-1210°C，保溫時(shí)間至少為4-6小時(shí)； 3)熱軋:開軋溫度1130-1160°C，終軋溫度控制在920-950°C； 4)熱處理:在880-920°C條件下進(jìn)行正火熱處理，自然冷卻至常溫。
【文檔編號】C22C38/50GK103789675SQ201210435770
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2012年11月3日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月3日
【發(fā)明者】華兆紅 申請人:無錫市森信精密機(jī)械廠