[发明专利]一种半潜船结构材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于铁基合金领域，具体涉及一种半潜船结构材料以及该结构 材料的制备方法。

背景技术

半潜船是专门从事无法分割的超大型整体设备、特重特长大件运输的 船舶，这些超大型货物包括无动力的船舶、火车头、预制大型桥梁、石油 钻井平台等。半潜船多用于托运大型钢结构件、海上平台等，也可用于装 载集装箱。其工作时，会像潜水艇一样，通过调整船身压载水量，平稳地 将船身甲板潜入水下，只露出船楼建筑。半潜船在工作时，会像潜水艇一 样，通过调整船身压载水量，能够平稳地将一个足球场大小的船身甲板潜 入10～30米深的水下，只露出船楼建筑。

半潜船在工作时，将需要装运的货物，如游艇、潜艇、驳船、钻井平 台等，拖拽到已经潜入水下的装货甲板上方时，启动大型空气压缩机或调 载泵，将半潜船身压载水舱的压载水排出船体，使船身连同甲板上的承载 货物一起浮出水面，然后绑扎固定，就可以跨海越洋将货物运至世界各地 的客户手中。

当前，海洋航运进入到一个新的时代，世界各国对航海物流开发的力 度不断加大。半潜船建造复杂，而使用过程更是凶险异常，由于装载的都 是成千上万吨重的超大型部件，稳性差，易受风浪打击。稍有不慎就会造 成船毁人亡的严重事故。因此在每个航次前,都必须用专业软件计算船舶 装载运输过程中的各种数据，以控制风险。因此，半潜船的材料创新是制 约半潜船发展的关键，必须进一步选择优良的材质制备半潜船结构材料。

发明内容

为了克服上述现有技术不足，本发明的目的在于提供一种半潜船结构 材料，综合考虑各成分的成本，优化各成分之间的比例，找到最佳的材料 组方，加入稀土金属，制备的材料抗磁性能优良，抗海水腐蚀、耐压、硬 度大、抗冲击性能好，能够有效地解决上述问题。

为了解决上述技术问题，本发明采取如下的技术方案：

一种半潜船结构材料，材料成分及其质量百分比为：C、0.20％～0.30％， Mn、0.35％～0.65％，P、0.04％～0.05％，Y、0.03％～0.05％，Si、1.4％～1.7％， Cr、8.0％～10.0％，Ni、8.0％～11.0％，Mo、0.90％～1.20％，W、3.0％～4.0％， V、0.20％～0.30％，Ta、0.02％～0.04％，RE、0.2％～0.6％，其余为Fe。

进一步的，RE包括：Ho、0.10％～0.30％，Lu、0.10％～0.30％。

进一步的，材料的组分最佳重量百分比如下：C、0.20％，Mn、0.60％， P、0.04％，Y、0.05％，Si、1.50％，Cr、10.0％，Ni、10.0％，Mo、1.0％， W、3.0％，V、0.30％，Ta、0.03％，Ho、0.30％，Lu、0.10％，其余为Fe。

以下，对本发明中采用的合金的成分组成的限定理由进行说明，成分 组成中涉及的％指质量％。

C、0.20％～0.30％，C在钢材中可形成固溶体组织、提高钢的强度； 形成碳化物组织，可提高钢的硬度及耐磨性。因此，C在钢材中，含碳量 越高，钢的强度、硬度就越高，但塑性、韧性也会随之降低；反之，含碳 量越低，钢的塑性、韧性越高，其强度、硬度也会随之降低，为适应海洋 条件及作业要求效果，本发明将半潜船结构材料中C含量规定为 0.20％～0.30％，优选为0.20％。

Mn、0.35％～0.65％，Mn是一种弱脱氧剂，钢材中添加Mn，不但有 利于钢材的抗蚀性，而且还能使钢材的强度提高，并能降低热裂纹倾向， 改善钢材的抗腐蚀性能和焊接性能。随着Mn含量增加，钢材强度有所提 高，为适应半潜船结构的具体实际的特殊需求，本发明将Mn含量规定为 0.35％～0.65％，优选为0.60％。

P、0.04％～0.05％，磷对提高钢材的抗拉强度有一定的作用，但同时 又都增加钢材的脆性。为适应海洋条件及半潜船结构的特殊需求，本发明 将P含量规定为0.04％～0.05％，优选为0.04％。

Y、0.03％～0.05％，合金中添加钇，增加了合金的位错密度,可以大幅 度提高铁铬铝电热合金循环氧化寿命。为适应海洋条件及半潜船结构的特 殊需求，本发明将Y规定为0.03％～0.05％，优选为0.05％。