耐海洋大气、海水飞溅腐蚀的210mm厚易焊接F690钢板制造技术

本发明专利技术涉及耐海洋大气、海水飞溅腐蚀的210mm厚易焊接F690钢板及其制备方法，以Fe为基础元素，且还包含化学成分：C0.11～0.14%，Si0.15～0.35%，Mn0.9～1.15%，P≤0.006%，S≤0.002%，Cr0.55～0.75%，Mo0.4～0.6%，Ni3.65～4.0%，Cu0.2～0.4%，Al0.06～0.10%，V0.03～0.06%，Nb0.015～0.04%，N≤0.007%，H≤0.00015%，B0.0008～0.002%，Ca0.001～0.005%，Ca/S≥1，Al≥(Mn/C)´(%N)及杂质元素；碳当量CEV≤0.82%。钢板钢板不仅具有高的机械性能还具有良好的耐海洋大气和海水飞溅腐蚀性能，钢板的综合性能优良。

【技术实现步骤摘要】
耐海洋大气、海水飞溅腐蚀的210mm厚易焊接F690钢板
本专利技术属于特种钢铁
，具体涉及一种耐海洋大气、海水飞溅腐蚀的210mm厚易焊接海洋工程用F690钢板及其制造方法。
技术介绍
寒冷地区的深海海洋资源开发需要能够在低温下作业且具有良好耐海洋大气和海水飞溅腐蚀能力的大型或者超大型海洋工程装备。用于其中最重要部件（如自升式平台的桩腿）建造的材料通常为要求有良好的耐海洋大气、海水飞溅腐蚀能力的F690钢板。这样的钢板不仅要求具有高的强度（屈服强度≥690MPa，抗拉强度：770～940MPa）、良好的塑性（延伸率≥14%）、高的Z向性能（断面收缩率≥35%）、高的低温（-60°C）冲击韧性（在钢板1/4、1/2厚度处的夏比冲击功都应≥69J）、低的无塑性转变温度（NDTT≤-65°C），而且还要求具有良好的耐海洋大气和海水飞溅腐蚀的性能。授权公告号为CN101984119B的中国专利技术专利披露了一种厚度为20～50mm的F690钢板及其制造方法。但是，这一厚度范围的F690钢板远远不能满足大型海洋工程装备的要求。公开号为CN104711488A的中国专利技术专利披露了一种最大厚度达180mm的F690钢板及其制造方法，它可以部分解决大型海洋工程装备对材料的需求，但是，还不能满足超大型海洋工程装备对F690钢板的要求，即对210mm厚F690钢板的要求。同时，这些专利技术均未涉及到其产品的耐海洋大气和海水飞溅腐蚀的性能，这样，即使海洋工程装备仅需要使用厚度≤180mm的F690钢板来制造，也不能确定据这些专利技术制造的产品可否用于要求耐海洋大气和海水飞溅腐蚀的装备制造上。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述不足，提供一种具有耐海洋大气、海水飞溅腐蚀能力的210mm厚易焊接海洋工程用F690钢板及其制造方法。据此制造的钢板厚度最大可达210mm，屈服强度≥690MPa，抗拉强度：770～940MPa，延伸率≥19%，断面收缩率≥35%，-60℃和-80℃下在钢板1/4和1/2厚度处的夏比冲击功分别大于100J和85J，无塑性转变温度NDTT≤-70℃，沿钢板的厚度截面机械性能均匀，同时，必须具有良好的耐海洋大气和海水飞溅腐蚀性能。本专利技术解决上述问题所采用的技术方案为：一种耐海洋大气、海水飞溅腐蚀的210mm厚易焊接F690钢板，该钢板以Fe为基础元素，且还包含如下质量百分比的化学成分：C：0.11～0.14%，Si：0.15～0.35%，Mn：0.9～1.15%，P：≤0.006%，S：≤0.002%，Cr：0.55～0.75%，Mo：0.4～0.6%，Ni：3.65～4.0%，Cu：0.2～0.4%，Al：0.06～0.10%，V：0.03～0.06%，Nb：0.015～0.04%，N：≤0.007%，H：≤0.00015%，B：0.0008～0.002%，Ca：0.001～0.005%，Ca/S≥1，Al≥(Mn/C)´(%N)，及杂质元素；碳当量CEV（=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15）≤0.82%。本专利技术钢板厚度最大可达210mm，在1/4和1/2厚度处的微观组织为回火下贝氏体+回火屈氏体。经检测，钢板的屈服强度≥690MPa，抗拉强度：770～940MPa，延伸率≥19%，断面收缩率≥35%，-60℃和-80℃下在钢板1/4和1/2厚度处的夏比冲击功分别大于100J和85J，无塑性转变温度NDTT≤-70℃，沿钢板的厚度截面机械性能均匀，同时，钢板还具有良好的耐海洋大气和海水飞溅腐蚀性能。以下对本专利技术中所含组分的作用及用量选择作具体说明：C：是确保钢材强度所必须的元素，提高钢中的碳含量将会增加它的非平衡组织转变能力，从而提高其强度。但过高的C含量对钢的延性、韧性不利，同时也会降低材料的焊接性能和耐腐蚀性能。另外，过高的C含量也会导致严重的中心C偏析从而影响钢板的芯部性能。本专利技术控制其含量为0.11～0.14%。Si：是钢中的脱氧元素，并以固溶强化形式提高钢材的强度，且有利于钢材的耐腐蚀性能。Si也降低C在铁素体中的扩散速度使回火时析出的碳化物不易聚集，增加钢材的回火稳定性。Si含量低于0.10%时，脱氧效果较差，Si含量较高时降低钢板的韧性和焊接性能，也使得钢板轧制后表面红色氧化皮严重从而降低钢板表面质量。本专利技术控制Si含量为0.15～0.35%。Mn：是提高钢淬透性的元素，并起固溶强化作用以弥补钢中因C含量降低引起的强度损失。钢中Mn含量低于0.8%时，无法充分发挥强度确保作用，但Mn含量过高则会增加其碳当量从而损坏材料的焊接性能和降低材料的耐蚀性能。另外，Mn具有较高的偏析趋向，易在钢板芯部产生偏析，降低钢板芯部的冲击性能。本专利技术Mn含量控制为0.9～1.15%。Ni：是提高钢淬透性并改善其低温韧性和显著提高耐腐蚀性特别是耐海洋大气腐蚀性能的元素。但Ni含量太高时，钢板表面易生成黏性较强的氧化铁皮，难以去除，影响钢板的表面质量。另外，Ni也是贵重金属，含量过高会增加成本。本专利技术控制其含量在3.65～4.0%，有利于达到最优的性价比。Cr：是提高淬透性、增加回火稳定性有助于钢的强度提高的元素，同时也是有助于提高钢材耐腐蚀性能的元素。它与Cu、Si、Ni元素配合使用能显著提高钢的耐腐蚀性能。在C含量较低的情况下，添加适量的Cr，可以保证钢板达到所需的强度，也能提高钢板的耐蚀性能。但若添加过量，则将降低材料的韧性、焊接性能和火焰切割性能。本专利技术控制其含量在0.55～0.75%。Mo：显著提高钢的淬透性和强度。在低合金钢中添加一定量的Mo会提高其强度而不会恶化其低温冲击性能。但Mo是贵重金属，含量过高会增加成本同时也降低材料的焊接性能和火焰切割性能。本专利技术中Mo的含量控制在0.4～0.6%。Cu：可提高钢的淬透性和降低钢材的氢致裂纹敏感性，同时也是提高钢材耐腐蚀性能的基本元素。它促进钢产生阳极钝化，从而降低钢的腐蚀速度。Cu在锈层中富集能极大地改善锈层的保护性能。为达到锈层中Cu富集的效果，要求Cu³0.20%。但过高的Cu含量不利于钢板的焊接性能，而且也易产生铜脆现象，恶化钢板的表面质量。本专利技术控制Cu含量为0.2～0.4%。V：是细化晶粒的元素，也是使V(C，N)弥散析出而显著提高钢材强度的元素，但若添加量过高，则将降低钢材的韧性和焊接性能。本专利技术控制其含量在0.03～0.06%。Nb：是一种轧制过程中对晶粒细化起显著作用的元素。在再结晶轧制阶段，Nb通过应变诱导析出阻碍形变奥氏体的回复、再结晶从而细化晶粒，这就为大厚度钢板在淬火加回火处理后仍然具有细小的组织提供了基础，有利于提高其韧性。但受C含量的限制及加热温度的影响，过高的Nb无法固溶，同样发挥不了作用而且增加成本。此外，过高的Nb含量对焊接性能有不利的影响。本专利技术控制其含量为0.015～0.04%。Al：主要起固氮和脱氧作用，同时也有利于在钢材表面形成钝化膜而提高耐腐蚀性能。Al与N接合形成AlN可以有效地细化晶粒，但含量过高则含Al的夹杂物（例如氧化铝等）增加会损害钢的韧性。因此，本专利技术控制其含量在0.06～0.10%。此外，为了确保钢中元素B的固溶量从而增加钢的淬透性，Al的含量也须满足Al³(Mn/本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐海洋大气、海水飞溅腐蚀的210mm厚易焊接F690钢板，其特征在于：该钢板以Fe为基础元素，且还包含如下质量百分比的化学成分：C：0.11 ～ 0.14%，Si：0.15 ～ 0.35%，Mn：0.9 ～ 1.15%，P：≤0.006%，S：≤0.002%，Cr：0.55 ～ 0.75%，Mo：0.4 ～ 0.6%，Ni：3.65 ～ 4.0%，Cu：0.2 ～ 0.4%，Al：0.06 ～ 0.10%， V：0.03 ～ 0.06%，Nb：0.015 ～ 0.04%，N：≤ 0.007%，H：≤ 0.00015%，B：0.0008 ～ 0.002%，Ca：0.001 ～ 0.005%，Ca/S ≥1，Al ≥(Mn/C)´(%N)，及杂质元素；碳当量CEV（= C + Mn/6 + (Cr + Mo + V)/5 + (Cu + Ni)/15）≤0.82%。

【技术特征摘要】
1.一种耐海洋大气、海水飞溅腐蚀的210mm厚易焊接F690钢板，其特征在于：该钢板以Fe为基础元素，且还包含如下质量百分比的化学成分：C：0.11～0.14%，Si：0.15～0.35%，Mn：0.9～1.15%，P：≤0.006%，S：≤0.002%，Cr：0.55～0.75%，Mo：0.4～0.6%，Ni：3.65～4.0%，Cu：0.2～0.4%，Al：0.06～0.10%，V：0.03～0.06%，Nb：0.015～0.04%，N：≤0.007%，H：≤0.00015%，B：0.0008～0.002%，Ca：0.001～0.005%，Ca/S≥1，Al≥(Mn/C)´(%N)，及杂质元素；碳当量CEV（=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15）≤0.82%。2.根据权利要求1所述的耐海洋大气、海水飞溅腐蚀的210mm厚易焊接F690钢板，其特征在于：所述钢板厚度最大可达210mm，在1/4和1/2厚度处的微观组织为回火下贝氏体+回火屈氏体。3.根据权利要求1所述的耐海洋大气、海水飞溅腐蚀的210mm厚易焊接F690钢板，其特征在于：钢板的屈服强度≥690MPa，抗拉强度：770～940MPa，延伸率≥19%，断面收缩率≥35%，-60℃和-80℃下在钢板1/4和1/2厚度处的夏比冲击功分别大于100J和85J，无塑性转变温度NDTT≤-70℃，沿钢板的厚度截面机械性能均匀，同时，钢板还具有良好的耐海洋大气和海水飞溅腐蚀性能。4.一种制造权利要求1所述的耐海洋大气、海水飞溅腐蚀的210mm厚易焊接海洋工程用F690钢板的方法，其特征在于：冶炼原料，依次经KR铁...

【专利技术属性】
技术研发人员：苗丕峰，刘观猷，陈亮，吴小林，李经涛，高助忠，
申请(专利权)人：江阴兴澄特种钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32