[发明专利]一种低温韧性优异的FH690级海工钢及其制造方法

说明书

一种低温韧性优异的FH690级海工钢及其制造方法，钢中化学成分按重量百分比计为：C0.06～0.10％；Si0.10～0.30％；Mn1.20％～1.50％；P≤0.010％；S≤0.003％；Cu0.30％～0.50％；Ni0.80％～1.00％；Cr0.15％～0.25％；Nb0.03～0.05％；Mo0.30％～0.45％；Ti0.006％～0.02％；Alt0.04％～0.07％；B0.0006％～0.002％，余量为Fe和不可避免的杂质。本发明钢板屈服强度≥690MPa，抗拉强度770～940MPa，断后延伸率≥14％，低温韧性‑60℃冲击功≥100J。

技术领域

本发明涉及钢铁材料制备领域，尤其涉及一种低温韧性优异的FH690级海工钢及其制造方法。

背景技术

钢铁作为海洋工程装备的关键结构材料，广泛应用于海上风电、生产平台以及海底管道等。海工装备服役期一般为30年，比传统船舶服役期长50％，海工装备服役环境十分恶劣，不仅要受到自身重力荷载的作用，还要受到海上风浪、洋流、海底地震等海况条件带来的影响。近年来，随着海洋石油和天然气的开发得到快速发展，对于高强度、高韧性、厚规格海洋平台用钢的需求越来越大.由于其特殊的服役环境，海洋平台用钢对于钢材的耐低温冲击韧性和抗层状撕裂等性能有着严格的要求.低温冲击韧性是海洋平台钢的重要性能之一，是海洋平台设计必须考虑的关键因素。为满足海洋工程对高性能、高服役安全钢板的需求，急需开发低温性能优异的超高强度海工钢。

公开号CN101984119B的专利文件“NV-F690超高强度船板钢及其制备方法”，采用优化后的化学成分配比，并采取控制轧制与控制冷却工艺(TMCP)和各种后续热处理方法，制造出具有超高强度和低温韧性的船板钢，该船板钢最大厚度可达50mm。通过不同的热处理方法，力学性能均可满足挪威船级社(DNV)中F690级船板钢认证指标。但其Cu含量(1.00～1.70％)较高，为避免“铜脆”现象，需添加适当比例的Ni元素，合金成本较高，同时随着近年船级社规范修订后规定TMCP态钢板Cu含量不高于0.55wt.％，限制该专利的使用范围。

公开号CN 103938110 B的专利文件“海洋工程用FQ70级超高强特厚钢板及其制造方法”，采用调质工艺生产60-100mm厚度钢板，但该发明专利采用控制轧制和控制冷却、淬火加回火热处理方法，制造工艺及工序复杂，合金和时间成本较高，钢板交货周期较长。

公开号CN 109161791 B的专利文件“具有优良低温韧性的690MPa级别船舶及海洋工程用钢及其制造方法”，采用低C、低Mn，Cr-Ni-Mo-Cu-B合金化及V、Ti微合金化成分体系。经转炉冶炼、LF+RH真空冶炼、连铸、控制轧制、热处理等制造工序，制造出具有高强度优良低温冲击韧性的船舶及海洋工程用钢。但其生产工序复杂，Ni、V等贵金属含量较高，经济性较差。

公开号CN111455256 A的专利文件“一种690MPa易焊接耐蚀高强钢及其制造方法”，采用调质工艺生产690MPa易焊接耐蚀高强钢，但只保证-40℃夏比冲击功，不能满足FH690级钢板要求的-60℃夏比冲击功标准，且其C、Mn含量较高，不利于焊接。

针对以上不足，本发明通过采用合金成分设计-冶炼-控制轧制-控制冷却-回火工艺耦合设计，得到最大厚度50mm低温性能优异的FH690级海工钢。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低温韧性优异的FH690级海工钢及其制造方法，本发明钢板具有超高强度(屈服强度≥690MPa，抗拉强度770～940MPa，断后延伸率≥14％)，低温韧性优异(-60℃冲击功≥100J)，组织性能均匀的特点。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：