[发明专利]低温下使用的高韧性F级特厚齿条钢板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种低温下使用的高韧性F级特厚齿条钢板及其制造方法。

背景技术

建造用于寒冷海域进行油气开采的自升式平台时，要求平台中的关键部件 ? 齿条不仅具有高的强度、良好的塑性而且还要求在很低温度下(-60°C)具有高的冲击韧性。通常，要求齿条钢的屈服强度 3690MPa，抗拉强度在790 ~ 930MPa的范围，延伸率 314%，在钢板1/4以及1/2厚度处-60°C下的夏比冲击功都应 3 69J。根据平台工作海域的水深不同，所需齿条钢板通常在127mm到180mm的厚度范围。目前，大多数正在建造的平台为400呎的平台，它要求齿条钢板的厚度为177.8mm或180mm。在这样大的厚度下，要同时保证钢板在1/4和1/2厚度处的拉伸性能以及-60°C下在钢板1/4和1/2厚度处的冲击韧性，即满足F级齿条钢板的要求是一件非常困难事情，在国内目前还未见有商业化制造的报道。

专利公开号为102605280A的发明专利提出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，可用于海洋平台用齿条钢板的制造。但是，由此制造的钢板仅能够满足-40°C下冲击韧性的要求，不能满足F级齿条钢板在-60°C下的冲击韧性要求。即使对-40°C下的冲击韧性，该发明专利并未披露其结果究竟是来自于钢板1/4厚度处还是1/2厚度处。另外，该专利的实施例表明，即使对厚度仅为127mm到152mm的钢板，其碳当量CEV ( = C + Mn/6 + (Cr + Mo + V)/5 + (Cu + Ni)/15))也均很高，在0.81到0.86的范围，不利于齿条钢板的焊接和切割加工。

专利公开号为CN102766810A的发明专利提出了一种采用焊接方法将多张板坯复合起来制成大厚度的复合坯，然后，以此为坯料制造大厚度齿条钢板的方法。使用这种方法，该发明专利制造出了最大厚度为150mm的钢板，但其冲击韧性仅能满足-50°C的要求，仍然不能满足F级齿条钢板在-60°C下的冲击韧性要求。与公开号为102605280A的发明专利披露冲击韧性结果的方式相同，即使对-50°C下的冲击韧性结果，CN102766810A也并未披露它们究竟来自于沿钢板厚度方向的哪一个位置。

专利公开号为103014541A的发明专利披露了一种690MPa级厚规格海洋工程用钢及其制造方法，由此制造的最厚钢板(120mm)的冲击韧性基本达到了-60°C下夏比冲击功 369J的要求。但是，该技术仅能够制造最大厚度为120mm的钢板，不能制造厚度为127mm到180mm的需求量很大的特厚海洋平台用齿条钢板。 

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种低温下使用的高韧性F级特厚齿条钢板及其制造方法。其厚度可达180mm，屈服强度在690MPa以上，抗拉强度在790 ~ 930MPa的范围，延伸率 314%，-60°C下夏比冲击功 369J。

本发明的目的是这样实现的：

一种低温下使用的高韧性F级特厚齿条钢板，所述钢板以Fe为基础元素，且包含如下质量百分比化学成分：C：0.10 ~ 0.16%，Si：0.15 ~ 0.35%，Mn：0.95 ~ 1.25%，P：￡0.010%，S：￡0.005%，Cr：0.4 ~ 0.9%，Mo：0.4 ~ 0.7%， Ni：1.2 ~ 2.8%， Cu：0.2 ~ 0.4%，Alt：0.06 ~ 0.10%， V：0.03 ~ 0.06%，Nb ￡0.04%，N：￡ 0.008%，B：0.001 ~ 0.002%，余量为Fe 及杂质元素，碳当量CEV ( = C + Mn/6 + (Cr + Mo + V)/5 + (Cu + Ni)/15) ￡ 0.75。

进一步地讲：所述齿条钢板的碳当量CEV ￡0.75，厚度为120 ~ 180mm，采用模铸扁钢锭制造。所得屈服强度 3690MPa，抗拉强度在790 ~ 930MPa的范围，延伸率 320%，钢板的Z向性能（断面收缩率） 335%，-60°C下的夏比冲击功 >100J，综合力学性能优良。

以下对本发明中所含组分的作用及用量选择作具体说明：

C：是确保钢板强度所必须的元素，提高钢中的碳含量将会增加它的马氏体转变能力，从而提高它的强度。但过高的C 含量对钢的延性、韧性不利。另外，过高的C 含量也会导致更严重的中心C偏析从而影响钢板的心部性能。本发明控制其含量为0.10 ~ 0.16%。