[发明专利]屈服强度≥460MPa的海上风电钢及制造方法

说明书

本发明公开了一种屈服强度≥460MPa的海上风电钢及制造方法，碳0.14～0.19％、硅0.31～0.45％、锰1.25～1.55％、磷≤0.015％、硫≤0.008％、酸熔铝0.015～0.025％、铌0.030～0.055％、钒0.065～0.095％、钛0.025～0.045％、镍0.21～0.41％、钼0.15～0.30％，并满足0.15≤Nb+V+Ti+0.5Als≤0.18、1.11≤1.5Ni+3.3Mo≤1.31。生产屈服强度≥460MPa，抗拉强度550～720MPa，延伸率A≥25％，可广泛应用于海上风力发电塔工程钢结构。

技术领域

本发明属于风电钢制造领域，具体涉及一种屈服强度≥460MPa的海上风电钢及制造方法。

背景技术

海上风电与陆地风电服役环境有较大差别，我国渤海、黄海海域冬天会有不同等级的浮冰现象。其中辽东半岛的海上浮冰情况最为严重，该海域冬天会被10厘米厚沿岸30公里的冰所覆盖。在极端天气下，会达到30至40厘米厚且面积达7万平方公里的浮冰。在这样的环境下服役，需要钢板具有较好的低温韧性和较高的强度，同时由于浮冰的挤压碰撞会对海上风机塔的基础带来严重破坏，因此还需具有较好抗开裂性能。

现有技术中有关于用于460MPa级风电钢报道较少，关于460MPa级钢报道较多，经检索：

公开号为CN102400053A和CN101318287A的文献，分别公开了屈服强度460MPa级建筑结构用钢板制造方法和一种460MPa高强韧性桥梁用中厚钢板的生产方法，均采用控轧控冷工艺生产，所生产的钢板运用在建筑桥梁等钢结构领域，不在海上运用，服役环境与海上风电用钢服役环境相差较大。

公开号为CN102644024A的文献，公开了一种低合金低屈强比海洋工程结构钢及其生产方法，公开号为103938108A的文学，公开了一种460MPa级低压缩比高韧性海洋工程用钢板及生产方法，虽然两发明钢均能在海上服役，但是由于其成分体系中并未加入增加耐腐蚀性能的元素，需要通过其他防腐措施(如涂装)才能长期服役于海上，增加了环保压力。

公开号为CN102433495A的文献，公开了一种稀土处理的耐蚀风电用钢板。该发明钢采用两阶段轧制，屈服强度在430～460MPa，冲击韧性良好，具有一定的耐蚀性能，但其屈服强度较低，仅实施例1屈服强度达到460MPa。

从以上公开的460MPa级钢可以看出，现有460MPa级钢中，有的无法适用于海洋环境、有的强度相对较低。而海洋工程用钢大多需要进行涂装等措施进行防腐，无论是对涂装工人还是环境都是一种损害。同时，现有技术中均未考虑抗开裂相关的性能。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种具有良好耐蚀和抗开裂性能的屈服强度≥460MPa的海上风电钢及制造方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：屈服强度≥460MPa的海上风电钢，含有的化学元素成分及其重量百分比为：碳0.14～0.19％、硅0.31～0.45％、锰1.25～1.55％、磷≤0.015％、硫≤0.008％、酸熔铝0.015～0.025％、铌0.030～0.055％、钒0.065～0.095％、钛0.025～0.045％、镍0.21～0.41％、钼0.15～0.30％，余量为铁和不可避免的杂质，并满足公式：0.15≤Nb+V+Ti+0.5Als≤0.18、1.11≤1.5Ni+3.3Mo≤1.31。

常规加入C(碳)、Si(硅)、Mn(锰)元素，增加钢板强度，通过Nb(铌)、V(钒)、Ti(钛)微合金化细化晶粒，提高钢板强韧性和冲击韧性，加入Ni(镍)元素改善低温冲击韧性和耐腐蚀性能，但晶粒细化需要进行控制，过细的晶粒会增加晶间腐蚀，需要予以控制。为了稳定Nb、V、Ti形成的碳化物，加入Mo(钼)元素，同时加入该元素还起到改善点蚀的作用。在以上合金共同作用下，通过合理配比，使发明钢板同时具有高强度、低温韧性优异、较好耐腐蚀性能。