CN104711489A - 一种桩腿半弦管用高韧性钢及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种桩腿半弦管用高韧性钢及其制造方法,该高韧性钢的化学成分含量按重量百分比为:碳0.05-0.08%,硅≤0.10%,锰1.00-1.20%,磷≤0.012%、硫≤0.003%,铬0.70-1.00%,镍0.70-1.00%,钼0.30-0.50%,钛0.010-0.030%,硼0.0010-0.0020%,余量为铁及不可避免的杂质。本发明制造的高强度钢板最大厚度可达85mm,钢的强度水平高,达到790MPa以上水平,可承受50-100KJ/cm大线能量焊接,整厚度方向性能尤其韧性优异。

Description

一种桩腿半弦管用高韧性钢及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种海洋工程用钢及其制造方法,尤其涉及一种桩腿半弦管用钢及其制造方法,属于钢铁冶炼技术领域。
背景技术
半弦管主要用于300英尺、400英尺、500英尺等多种型号自升式钻井平台的桩腿结构。由于海洋工程具有环境恶劣、高风险、高技术特点,在用钢方面也有其自身的特点,钢板必须具有高强度、高韧性、抗疲劳、抗层状撕裂、耐海水腐蚀等特性。此外,要保证良好的可焊性、良好的冷加工能力,在一些关键部位需要强度达到690MPa的超高强钢材。
目前日本、德国、法国以及国内个别钢厂供应的半弦管用钢主要采用美标ASTMA514、A517等标准规定的成分设计,碳含量属于中碳范围,添加超过1%的Cr、Ni,碳当量高达0.75%以上。
中国专利文件CN01709432A(申请号200910312330.3)公开了一种大厚度调质型海洋平台用钢及其生产方法,其特点在于采用常规冶炼、调质方式生产,成分设计中采用了中C(0.16-0.18%)、高Ni(1.30-1.40%)、高Cr(1.20-1.30%)含量,且采用常规Al脱氧方式。中国专利文件CN101363101A(申请号200810141457.9)提供了一种抗拉强度800MPa级调质钢板及其制造方法,其特点是采用26.7吨的扁锭模生产,生产钢板最大厚度114mm,且钢中Ni、Cr、Mo贵重合金成分含量高,造成碳当量和成本的上升。
中国专利文件CN102605280A(申请号201210067794.4)公开了一种海洋平台用特厚高强度优良低温韧性钢板及其制造方法,采用中碳,Cu、Ni、Cr、Mo合金化以及Nb、V、Ti微合金化的成分设计方法,通过LF+RH精炼、模铸、开坯、消应力处理、表面处理等工序,制造的最大厚度为200mm钢板。不但采用了模铸钢锭原料,且其成分中Ni、Cr含量高,必然造成高成本、难焊接。
综上,现有技术主要存在如下问题:
一、焊接性差:采用高碳含量、高合金含量的成分设计,焊接过程中必然存在淬硬开裂的现象。
二、采用的是常规的脱氧方式:没有细微的Ti2O3或TiN粒子作为形核点,无法承受高达50-100KJ/cm的焊接热输入,焊接过程中热影响区的晶粒也容易粗大,形成上贝氏体组织和M-A岛,使得焊接后韧性严重降低。
三、合金含量高导致铸坯、钢板形成裂纹等缺陷:添加高达1%以上的合金元素Cr、Ni等贵重合金,成本高是一个不利方面,若不采取有效措施,还会带来钢坯、钢板开裂等问题,造成生产失败。
四、采用模铸钢锭作为坯料来生产:但钢锭浇注工序长能耗大、轧制成材率低,使得制造成本显著增加。同时,也因为模铸钢锭的心部质量(例如偏析和疏松)较差,使得用钢锭生产的大厚度钢板的心部性能难于得到保证。
因此迫切需要开发一种低成本经济型、易焊接、高韧性、大厚度高强钢板,以满足海工装备高效焊接、超优韧性要求。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明提供一种经济型桩腿半弦管用高韧性钢,尤其是一种具有高强度、高韧性、易焊接、整厚度方向各项指标要求均匀的海工用钢及其制造方法。
本发明的技术方案如下:
一种桩腿半弦管用高韧性钢,钢的化学成分含量按重量百分比为:
碳0.05-0.08%,硅≤0.10%,锰1.00-1.20%,磷≤0.012%、硫≤0.003%,铬0.70-1.00%,镍0.70-1.00%,钼0.30-0.50%,钛0.010-0.030%,硼0.0010-0.0020%,余量为铁及不可避免的杂质。
根据本发明,优选的,所述钢的化学成分含量按重量百分比为:碳0.055-0.075%,硅≤0.10%,锰1.05-1.18%,磷≤0.008%、硫≤0.003%,铬0.70-0.85%,镍0.70-0.85%,钼0.30-0.45%,钛0.012-0.027%,硼0.0015-0.0020%,余量为铁及不可避免的杂质。
根据本发明,优选的,所述钢的化学成分含量按重量百分比为:碳0.06-0.07%,硅≤0.10%,锰1.05-1.15%,磷≤0.008%、硫≤0.002%,铬0.70-0.80%,镍0.70-0.80%,钼0.30-0.40%,钛0.012-0.020%,硼0.0015-0.0020%,余量为铁及不可避免的杂质。
根据本发明,优选的,所述钢的化学成分含量按重量百分比为:碳0.06%,硅0.04%,锰1.10%,磷0.006%、硫0.001%,铬0.75%,镍0.75%,钼0.40%,钛0.018%,硼0.0018%,余量为铁及不可避免的杂质。
根据本发明,优选的,所述钢的化学成分含量按重量百分比为:
碳0.05%,硅0.04%,锰1.18%,磷0.010%,硫0.003%,铬0.74%,镍0.70%,钼0.32%,钛0.019%,硼0.0011%,其余为铁及不可避免的杂质。
根据本发明,优选的,所述钢的化学成分含量按重量百分比为:
碳0.07%,硅0.03%,锰1.04%,磷0.011%,硫0.001%,铬0.88%,镍0.76%,钼0.38%,钛0.027%,硼0.0016%,其余为铁及不可避免的杂质。
根据本发明,优选的,所述钢的化学成分含量按重量百分比为:
碳0.08%,硅0.06%,锰1.12%,磷0.009%,硫0.003%,铬0.97%,镍0.92%,钼0.46%,钛0.025%,硼0.0018%,其余为铁及不可避免的杂质。
根据本发明,优选的,所述钢的化学成分含量按重量百分比为:
碳0.65%,硅0.05%,锰1.1%,磷0.006%,硫0.002%,铬0.75%,镍0.80%,钼0.35%,钛0.020%,硼0.0018%,其余为铁及不可避免的杂质。
根据本发明,优选的,所述钢的屈服强度≥690MPa,抗拉强度790-930MPa,延伸率≥16%。
根据本发明,优选的,所述钢制成6-85mm钢板时,钢板1/2、1/4厚度位置的-40℃纵/横向冲击吸收能量≥69J;进一步优选的,钢板1/4厚度位置的硬度为240-290HBW。
根据本发明,上述桩腿半弦管用高韧性钢的制造方法,包括步骤如下:
(a)KR铁水预处理:将P≤0.09%的高炉冶炼铁水或电炉冶炼铁水通过KR预脱硫使S≤0.005%;
(b)转炉吹炼:将步骤(a)预处理后的铁水进行转炉吹炼,转炉终点成分C≤0.04%、S≤0.010%、P≤0.008%,终点温度1640~1660℃;
(c)脱氧合金化:转炉吹炼后加入钛,采用全钛方式进行脱氧,控制终点[O]≤550ppm;
(d)RH精炼:脱氧合金化后在真空度≤100Pa条件下的处理10-20min,纯脱气时间≥6min,然后加入钙铁线进行钙处理,钙处理后[Ca]10-25ppm;
(e)板坯连铸:连铸阶段中包过热度控制在10-25℃,全程温度波动范围≤10℃;铸坯入坑缓冷40-50小时,缓冷终止温度在≤300℃;
(f)加热阶段:钢坯加热按1.0-1.1min/mm控制,均热温度控制在1250-1280℃;
(g)粗轧、精轧阶段:粗轧开轧温度1120-1180℃,粗轧结束温度≥950℃;中间坯冷却时待温度≤900℃开始精轧,终轧温度820-860℃;
(h)淬火处理、回火处理阶段:轧制后的钢板进行淬火处理,保温温度Ac3+50~70℃,保温时间为2min/mm,并且≥30分钟;对淬火后的钢板进行620℃~660℃高温回火,保温时间为2.5~4min/mm,并且≥30分钟。
根据本发明的方法,优选的,所述步骤(c)中钛的加入量按照3-3.7公斤/吨钢控制,进一步优选3.3-3.5公斤/吨钢。
根据本发明的方法,优选的,所述步骤(f)中钢坯装炉温度控制在300℃-100℃之间。
根据本发明的方法,优选的,所述步骤(g)中粗轧阶段包括有道次压下量大于30mm的三道次轧制。
根据本发明,所述钢用于制备桩腿半弦管,应用于钻井平台的桩腿结构,尤其应用于海洋钻井平台的桩腿结构。
本发明未详尽说明的均按本领域常规操作,制造方法中所有“%”均为质量百分含量。
按照桩腿钢性能标准,其应当满足:屈服强度≥690MPa,抗拉强度790-930MPa,延伸率≥16%,钢板1/2、1/4厚度位置的-40℃纵/横向冲击吸收能量≥69J,钢板1/4厚度位置的硬度为240-290HBW,钢板厚度6-85mm。
本发明制得的桩腿半弦管用高韧性钢屈服强度700-900MPa,抗拉强度800-930MPa,延伸率18-30%,钢板1/2厚度位置的-40℃横向冲击功100-170J,钢板1/2厚度位置的-40℃纵向冲击功160-220J,钢板1/4厚度位置的-40℃横向冲击功110-170J,钢板1/4厚度位置的-40℃纵向冲击功140-220J;钢板1/4厚度位置的硬度为240-290HBW,钢板厚度6-85mm。
本发明从成分配比上综合考虑了强韧化元素的合理搭配,通过降碳降低钢的淬硬倾向,降低上贝氏体及M-A生成的趋向。制造方法包括冶炼控制、脱氧合金化控制、精炼控制、连铸控制、加热控制、轧制控制、热处理控制;省略贵金属加入,实现低成本制造;采用全Ti终脱氧方式,承受50-100KJ/cm大线能量条件下能显著提高焊接热影响区的韧性;充分体现现代材料加工的工艺技术潜力,利用钢的纯洁度、控制轧制、组织控制等工艺手段对钢材强韧化的作用,实现连铸坯生产高韧性钢技术突破。生产的钢板具有低碳当量、可大线能量焊接、厚度方向性能均匀、成本低廉、工艺简化、易于工业化大批量生产的特点。
本发明选择的主要元素及其用量在钢板中的作用在于:
碳(C):保证钢种的良好焊接性能,必须限制C含量,采用低碳成分体系,降C可以降低上贝氏体及M-A生成的趋向。综合考虑性能要求,本发明的最佳碳含量为0.05-0.08%。
硅(Si):硅含量的增加能够引起焊接组织内残余奥氏体的增多,促进M-A组元形成,从而恶化韧性,因此在保证采用其它合金元素实现预脱氧效果的前提下尽量降低Si含量。本发明中硅含量≤0.10%。
锰(Mn):Mn对加工硬化程度即抗拉强度产生较大的影响,是重要的强韧化元素,但Mn含量过高,易造成中心偏析,使得厚钢板厚度方面的性能不均匀。综合考虑本发明Mn以1.00-1.20%为宜。
铬(Cr):Cr是重要的淬透性元素,从而使钢的强硬度增加;通过Cr和C元素的配合,获得更高的淬硬性和淬透深度,提高厚规格钢的力学性能;但Cr过高将影响钢的韧性,并引起回火脆性。本发明Cr含量0.70-1.00%。
镍(Ni):为保证厚钢板的淬透性和韧性,需要加入Ni增加层错能,促进低温下螺旋位错的交滑移,减少应力集中以提高钢的韧性。为保证大线能量焊接后低温韧性,也需要加Ni。但过量增加了成本,也体现不出现代轧制工艺在改善韧性发明的作用。因此其含量控制在0.70-1.00%。
钼(Mo):能增加淬透性,提高钢的强度,但过高的Mo会使钢的低温韧性显著恶化,也会在焊接时形成过多的马氏体,导致焊接接头脆性增加。本发明Mo含量0.30-0.50%。
钛(Ti):是主要的终脱氧元素,也是形成氧化物冶金的关键技术,钛跟氧或氮结合形成Ti2O3和TiN微小析出物,能够在焊接时起到铁素体形核核心,从而细化焊接组织,显著提高韧性。为了减少熔合线区域存在大量M-A组织,必须实现Ti和N的最佳配比。所以严格控制其含量在0.010-0.030%范围内。
硼(B):微量硼能使钢的淬透性显著提高。硼可用作昂贵合金元素的替代品来促进沿整个钢板厚度方向上的显微组织均匀性。硼也可增大钼对钢淬透性的提高作用,因而硼的加入可使低碳当量的钢获得高的强度。同样地,钢中加硼提供了将钢的高强度同良好可焊性和抗冷脆能力相结合的潜在优点。硼也可提高晶界强度进而提高抵抗氢致晶间断裂的能力。本发明中硼的合适范围是0.0010-0.0020%。
硫(S):是钢中有害杂质元素,含量过高会恶化钢的韧塑性、冷成形性和焊接性,还能引起钢板纵横向性能差异,大大恶化钢板厚度方向性能。因此应尽量降低钢中S含量,本发明的S含量在0.003%以下。
磷(P):但P在钢中是强偏析元素,还会严重降低钢的低温韧性,对钢板组织性能极为不利。考虑偏析以及经济性冶炼因素,本发明的P控制在0.012%以下。
本发明与现有技术相比具有如下有益效果:
1、简化成分体系,降低贵重的Cr、Ni、Mo含量,省略Cu、V、Nb、Al等合金的添加,调整各元素的配比,保证钢板的各项功能指标,减少生产成本。
2、采用全Ti终脱氧方式,在承受50-100KJ/cm大线能量条件下能显著提高焊接热影响区的韧性,保证了钢板的大线能量焊接性能,实现了钢板高强度、高韧性、大厚度及优良焊接性的有机统一。
3、加工工艺:充分发挥钢的纯洁度、无缺陷铸坯、控制轧制、组织控制等工艺手段对钢材性能的作用,实现无缺陷连铸坯生产高韧性、大厚度钢技术突破。
4、本发明制造的高强度钢板最大厚度可达85mm,足以满足桩腿半弦管的使用要求。钢的强度水平高,达到790MPa以上水平,可承受50-100KJ/cm大线能量焊接,整厚度方向各项指标均匀,在全厚、1/2、1/4的厚度方向性能均匀,尤其韧性优异。强度富余量合适,横、纵方向冲击韧性富余量大。
具体实施方式:
为了更好地理解本发明,下面用具体实例来详细说明本发明的技术方案,但是本发明并不局限于此。实施例中所有“%”均为质量百分含量。
实施例中所用原料均为常规原料,市购产品。
实施例1
一种桩腿半弦管用高韧性钢,化学成分含量按重量百分比为:
碳0.05%,硅0.04%,锰1.18%,磷0.010%,硫0.003%,铬0.74%,镍0.70%,钼0.32%,钛0.019%,硼0.0011%,其余为铁及不可避免的杂质。
制造方法,包括步骤如下:
(a)KR铁水预处理:铁水P=0.075%,采用KR铁水预处理后硫含量0.003%;
(b)转炉吹炼:210吨转炉冶炼终点成分碳控制在[C]=0.036%、S=0.007%、P=0.008%,终点温度1645℃;
(c)脱氧合金化:脱氧合金化过程中加入总钛量760公斤(3.62公斤钛/吨钢),控制终点[O]≤550ppm;
(d)RH精炼:RH精炼的真空度87Pa,处理时间15min,纯脱气时间12min,然后加入钙铁线进行钙处理,钙处理后[Ca]16ppm;
(e)板坯连铸:连铸的中包过热度控制在15-20℃,全程温度波动范围8℃,铸坯入坑堆垛缓冷48小时,缓冷终止温度274℃;
(f)加热阶段:铸坯装炉温度152℃,钢坯加热按1.0min/mm控制,均热温度控制在1250-1280℃;
(g)粗轧、精轧阶段:粗轧开轧温度1154℃,其中横轧有两道次的压下量分别为32、35mm,纵轧阶段有一道次压下量为35mm,粗轧结束温度965℃;中间坯冷却待温到860℃开始精轧,精轧终轧温度为826℃,轧后钢板堆垛缓冷至室温;
(h)淬火处理、回火处理阶段:淬火温度915℃,保温时间2min/mm在炉30min;回火温度660℃,2.5min/mm在炉保温时间30min。
实施例2
一种桩腿半弦管用高韧性钢,化学成分含量按重量百分比为:
碳0.07%,硅0.03%,锰1.04%,磷0.011%,硫0.001%,铬0.88%,镍0.76%,钼0.38%,钛0.027%,硼0.0016%,其余为铁及不可避免的杂质。
制造方法,包括步骤如下:
(a)KR铁水预处理:铁水P=0.083%,采用KR铁水预处理后硫含量0.002%。
(b)转炉吹炼:210吨转炉冶炼终点成分碳控制在[C]=0.032%、S=0.005%、P=0.007%,终点温度1642℃;
(c)脱氧合金化:脱氧合金化过程中加入总钛量650公斤(3.09公斤钛/吨钢),控制终点[O]≤550ppm;
(d)RH精炼:RH精炼的真空度80Pa,处理时间18min,纯脱气时间13min,然后加入氧化钙进行钙处理,钙处理后[Ca]=22ppm;
(e)板坯连铸:连铸的中包过热度控制在16-22℃,全程温度波动范围10℃;铸坯入坑堆垛缓冷48小时,缓冷终止温度215℃;
(f)加热阶段:铸坯装炉温度180℃,钢坯加热按1.1min/mm控制,均热温度控制在1250-1280℃;
(g)粗轧、精轧阶段:粗轧开轧温度1123℃,其中横轧有一道次的压下量为31mm,纵轧阶段有两道次压下量分别为34、30mm,粗轧结束温度990℃;中间坯冷却待温到885℃开始精轧,精轧终轧温度为845℃,轧后钢板堆垛缓冷至室温;
(h)淬火处理、回火处理阶段:淬火温度920℃,保温时间2min/mm在炉100min;回火温度645℃,2.5min/mm在炉保温时间180min。
实施例3
一种桩腿半弦管用高韧性钢,化学成分含量按重量百分比为:
碳0.08%,硅0.06%,锰1.12%,磷0.009%,硫0.003%,铬0.97%,镍0.92%,钼0.46%,钛0.025%,硼0.0018%,其余为铁及不可避免的杂质。
制造方法,包括步骤如下:
(a)KR铁水预处理:铁水P=0.068%,采用KR铁水预处理后硫含量等于0.002%;
(b)转炉吹炼:210吨转炉冶炼终点成分碳控制在[C]=0.038%、S=0.004%、P=0.007%,终点温度1657℃;
(c)脱氧合金化:脱氧合金化过程中加入总钛量700公斤(3.33公斤钛/吨钢),控制终点[O]≤550ppm;
(d)RH精炼:RH精炼的真空度91Pa,处理时间16min,纯脱气时间10min,然后加入氧化钙进行钙处理,钙处理后[Ca]=19ppm;
(e)板坯连铸:连铸的中包过热度控制在14-20℃,全程温度波动8℃;铸坯入坑堆垛缓冷48小时,缓冷终止温度229℃;
(f)加热阶段:铸坯装炉温度124℃,钢坯加热按1.1min/mm控制,均热温度控制在1250-1280℃;
(g)粗轧、精轧阶段:粗轧开轧温度1166℃,其中横轧有两道次的压下量分别为35、32mm,纵轧阶段有一道次压下量为30mm,粗轧结束温度1000℃;中间坯冷却待温到900℃开始精轧,精轧终轧温度为860℃。轧后钢板堆垛缓冷至室温。
(h)淬火处理、回火处理阶段:淬火温度930℃,保温时间2min/mm在炉170min;回火温度625℃,2.5min/mm在炉保温时间210m。
实施例4
一种桩腿半弦管用高韧性钢,化学成分含量按重量百分比为:
碳0.06%,硅0.04%,锰1.10%,磷0.006%、硫0.001%,铬0.75%,镍0.75%,钼0.40%,钛0.018%,硼0.0018%,余量为铁及不可避免的杂质。
制造方法同实施例1。
实施例5
一种桩腿半弦管用高韧性钢,化学成分含量按重量百分比为:
碳0.65%,硅0.05%,锰1.1%,磷0.006%,硫0.002%,铬0.75%,镍0.80%,钼0.35%,钛0.020%,硼0.0018%,其余为铁及不可避免的杂质。
制造方法同实施例2。
实施例6
一种桩腿半弦管用高韧性钢,化学成分含量按重量百分比为:
碳0.05%,硅0.06%,锰1.15%,磷0.01%、硫0.001%,铬0.70%,镍0.70%,钼0.30%,钛0.030%,硼0.0010%,余量为铁及不可避免的杂质。
制造方法同实施例3。
实施例7
一种桩腿半弦管用高韧性钢,化学成分含量按重量百分比为:
碳0.08%,硅0.04%,锰1.1%,磷0.009%、硫0.001%,铬1.00%,镍1.00%,钼0.50%,钛0.010%,硼0.0020%,余量为铁及不可避免的杂质。
制造方法同实施例1。
对比例1
如实施例1所述,不同的是不加入钛,也不采用全钛脱氧,采用铝脱氧。
即,化学成分含量按重量百分比为:
碳0.05%,硅0.04%,锰1.18%,磷0.010%,硫0.003%,铬0.74%,镍0.70%,钼0.32%,铝0.019%,硼0.0011%,其余为铁及不可避免的杂质。
对比例2
按照中国专利文件CN102605280A(申请号201210067794.4)实施例1的化学成分和方法冶炼。
实验例1
测试实施例1-3制得的桩腿半弦管用高韧性钢和对比例1-2制得的钢的机械性能,检测结果如表1所示。
表1实施例1-3的机械性能
由表1实验结果可以看出,本发明的钢板强度、低温冲击韧性综合性能良好,1/2、1/4的厚度方向性能均匀,强度富余量合适,横、纵方向冲击韧性富余量大。
对比例1、2的钢板采用传统Al脱氧方式、高合金成分设计的情况下,不仅母材低温韧性效果差,焊接后更无法承受焊接大热输入量,使得焊接后韧性严重降低,影响到最终在海工装备关键部件-半弦管的应用。
实验例2
将实施例2和制造得到的桩腿半弦管用高韧性钢进行热模拟试验,热循环参数如表2所示。
表2热模拟试验热循环实际参数
表2中:T0-预热温度(℃)
Tm-峰值温度(℃)
tm-峰温停留时间(S)
上述表2参数的设计体现了焊接时最薄弱的熔合线区域经受的焊接热循环特点,用以考察本申请钢局部脆性区的断裂韧性实际情况,为现场焊接改善提供参考。
将实施例2制造得到的桩腿半弦管用高韧性钢进行焊接热模拟试验,结果如表3所示。
表3焊接热模拟实验结果(-20℃低温冲击值)
由表3结果可以看出:以不同的线能量热模拟时,随着焊接线能量的增加,在线能量为40KJ/cm时,本申请制得的钢板的焊接韧性出现峰值,随后呈下降趋势,并在60~100KJ/cm之间出现平台区间。但即使在线能量达到120KJ/cm时,其-20℃平均冲击韧性仍能达到100J以上,远高于标准69J的要求,满足了大线能量焊接钢的要求。

Claims (10)

1.一种桩腿半弦管用高韧性钢,其特征在于,钢的化学成分含量按重量百分比为:
碳0.05-0.08%,硅≤0.10%,锰1.00-1.20%,磷≤0.012%、硫≤0.003%,铬0.70-1.00%,镍0.70-1.00%,钼0.30-0.50%,钛0.010-0.030%,硼0.0010-0.0020%,余量为铁及不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的桩腿半弦管用高韧性钢,其特征在于,所述钢的化学成分含量按重量百分比为:碳0.06-0.07%,硅≤0.10%,锰1.05-1.15%,磷≤0.008%、硫≤0.002%,铬0.70-0.80%,镍0.70-0.80%,钼0.30-0.40%,钛0.012-0.020%,硼0.0015-0.0020%,余量为铁及不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的桩腿半弦管用高韧性钢,其特征在于,所述钢的化学成分含量按重量百分比为:碳0.06%,硅0.04%,锰1.10%,磷0.006%、硫0.001%,铬0.75%,镍0.75%,钼0.40%,钛0.018%,硼0.0018%,余量为铁及不可避免的杂质。
4.根据权利要求1所述的桩腿半弦管用高韧性钢,其特征在于,所述钢的屈服强度700-900MPa,抗拉强度800-930MPa,钢的延伸率18-30%。
5.根据权利要求1所述的桩腿半弦管用高韧性钢,其特征在于,所述钢制成6-85mm钢板时,钢板1/2厚度位置的-40℃横向冲击功100-170J,钢板1/2厚度位置的-40℃纵向冲击功160-220J;
钢板1/4厚度位置的-40℃横向冲击功110-170J,钢板1/4厚度位置的-40℃纵向冲击功140-220J。
6.一种权利要求1-5任一项所述桩腿半弦管用高韧性钢的制造方法,包括步骤如下:
(a)KR铁水预处理:将P≤0.09%的高炉冶炼铁水或电炉冶炼铁水通过KR预脱硫使S≤0.005%;
(b)转炉吹炼:将步骤(a)预处理后的铁水进行转炉吹炼,转炉终点成分C≤0.04%、S≤0.010%、P≤0.008%,终点温度1640~1660℃;
(c)脱氧合金化:转炉吹炼后加入钛,采用全钛方式进行脱氧,控制终点[O]≤550ppm;
(d)RH精炼:脱氧合金化后在真空度≤100Pa条件下的处理10-20min,纯脱气时间≥6min,然后加入钙铁线进行钙处理,钙处理后[Ca]10-25ppm;
(e)板坯连铸:连铸阶段中包过热度控制在10-25℃,全程温度波动范围≤10℃;铸坯入坑缓冷40-50小时,缓冷终止温度在≤300℃;
(f)加热阶段:钢坯加热按1.0-1.1min/mm控制,均热温度控制在1250-1280℃;
(g)粗轧、精轧阶段:粗轧开轧温度1120-1180℃,粗轧结束温度≥950℃;中间坯冷却时待温度≤900℃开始精轧,终轧温度820-860℃;
(h)淬火处理、回火处理阶段:轧制后的钢板进行淬火处理,保温温度Ac3+50~70℃,保温时间为2min/mm,并且≥30分钟;对淬火后的钢板进行620℃~660℃高温回火,保温时间为2.5~4min/mm,并且≥30分钟。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述步骤(c)中钛的加入量按照3-3.7公斤/吨钢控制。
8.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述步骤(f)中钢坯装炉温度控制在300℃-100℃之间。
9.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述步骤(g)中粗轧阶段包括有道次压下量大于30mm的三道次轧制。
10.权利要求1-5任一项所述钢在制备海洋钻井平台桩腿半弦管中的应用。
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