一種海洋平臺用特厚高強韌齒條鋼及其制造方法 技術(shù)領(lǐng)域 [0001] 本發(fā)明涉及鋼鐵材料及其制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種海洋平臺用特厚高強韌齒條鋼及其制造方法。 背景技術(shù) [0002] 自升式海洋平臺作為海上作業(yè)和生活的關(guān)鍵設(shè)施，在海洋能源開采中扮演著至關(guān)重要的角色。其中，齒條用鋼是自升式海洋平臺升降樁腿的核心組件，它不僅需要支撐整個平臺的重量，還要承受海上風(fēng)浪、暗流以及大氣侵蝕等嚴(yán)酷環(huán)境。因此，在海洋平臺的建設(shè)中，齒條用鋼的質(zhì)量至關(guān)重要，要求它具備較大的厚度、高強度和韌性、以及良好的耐海水腐蝕和焊接性能。 [0003] 隨著齒輪用鋼厚度的逐漸增大，強韌性匹配問題變得愈加復(fù)雜，尤其是在厚度方向的1/2處，這不僅對特厚齒條用鋼的成分提出了要求，還需要特別關(guān)注其冶煉、軋制和熱處理工藝，這些工藝對鋼材厚度截面的組織均勻性和梯度組織的控制具有重要影響。 [0004] 目前，國內(nèi)特厚齒輪用鋼主要采用Ni?Cr?Mo合金化成分體系，并采用傳統(tǒng)的淬火+回火熱處理工藝。然而，這種方法可能導(dǎo)致以下問題：（1）目前自升式平臺中使用的最高強度級別鋼種——690MPa級高強韌性、耐腐蝕且易焊接的海洋平臺用鋼，僅由日本、美國和德國的部分廠家生產(chǎn)，嚴(yán)重制約了我國海洋工程裝備的發(fā)展。（2）在淬火過程中，Ni?Cr?Mo合金鋼容易出現(xiàn)組織遺傳現(xiàn)象，導(dǎo)致鋼板晶粒粗大，組織不均勻，以及混晶等問題。（3）由于連鑄坯內(nèi)部偏析和壓縮比的限制，目前生產(chǎn)的海洋平臺齒條用鋼板的厚度一般小于150mm。當(dāng)厚度超過150mm時，常會出現(xiàn)低溫沖擊功不穩(wěn)定、Z向性能較差以及厚度方向性能不均勻等問題。因此，必須在熱處理過程中對鋼板厚度截面的組織進行更有效的調(diào)控，以確保鋼板能夠獲得優(yōu)良的強韌性。 發(fā)明內(nèi)容 [0005] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，提出了一種海洋平臺用特厚高強韌齒條鋼及其制造方法，利用Ni?Cr?Mo合金化的成分體系，控制V、Nb元素的比例，采用控制軋制后兩次淬火+高溫回火的熱處理工藝，得到回火馬氏體組織的鋼材，最大厚度可達256mm，最終獲得鋼板的屈服強度＞880MPa，抗拉強度＞1000MPa，?60℃的夏比V型缺口沖擊功＞170J，斷后延伸率大于17%。本發(fā)明鋼板的生產(chǎn)工藝簡單，成本較低，厚度方向組織均勻性良好，具有優(yōu)異的強韌性匹配，可用于制造海洋平臺用齒條。 [0006] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明鋼板在成分設(shè)計、軋制工藝參數(shù)、微觀組織調(diào)控等方面進行了系統(tǒng)的試驗，本發(fā)明的技術(shù)方案具體如下： [0007] 一種海洋平臺用特厚高強韌齒條鋼，各元素質(zhì)量百分比如下：C：0.09 0.16，Si： ~ 0.1 0.3，Mn：0.3 0.8，Ni：3.3 4.3，Cr：0.8 1.5，Mo：0.8 1.5，Cu：0.2 0.5，B：0.001 0.002，~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ S≤0.005%，P≤0.003%，還含有V、Nb，余量為Fe和其他不可避免的雜質(zhì)；V元素的質(zhì)量百分比與Nb元素的質(zhì)量百分比二者之和范圍在0.09 0.12%； ~ [0008] 所述海洋平臺用特厚高強韌齒條鋼的顯微組織為回火馬氏體組織與碳化物析出相，海洋平臺用特厚高強韌齒條鋼厚度達256mm?。 [0009] 所述V元素的質(zhì)量百分比：Nb元素的質(zhì)量百分比控制在2:1。 [0010] 所述海洋平臺用特厚高強韌齒條鋼的屈服強度＞880MPa，抗拉強度＞1000MPa，? 60℃的夏比V型缺口沖擊功＞170J，斷后延伸率大于17%。 [0011] 一種海洋平臺用特厚高強韌齒條鋼的制備方法，包括步驟如下： [0012] S1、冶煉；根據(jù)各元素質(zhì)量百分比配比，進行熔煉澆筑得到鋼錠，LF和RH精煉爐處理，中包鋼水過熱度≤20℃，全程保護澆鑄； [0013] S2、連鑄；將S1制備的鋼水通過澆筑系統(tǒng)流入連鑄機鑄模中，在冷卻水的作用下逐漸凝固形成鋼坯，經(jīng)二次冷卻區(qū)進一步冷卻得到連鑄坯； [0014] S3、軋制；將S2制備的連鑄坯加熱至1100 1200℃保溫5 8h后進行控制軋制得到熱~ ~ 軋板，輥速控制在1.0 1.5m/s，壓力值≥3000KN·m，軋制時確保2～4道次，單道次壓下率在~ 8%以上； [0015] S4、緩冷；將步驟S3制備的熱軋板進行擴氫緩冷得到熱軋態(tài)鋼板，擴氫溫度≥300℃，時間＞14min/mm； [0016] S5、淬火；將步驟S4中的熱軋態(tài)鋼板進行完全奧氏體化，保溫后水淬至室溫，得到淬火態(tài)鋼板； [0017] S6、回火；將步驟S5中的淬火態(tài)鋼板進行高溫回火，保溫后空冷至室溫，得到最終態(tài)鋼板。 [0018] 在步驟S1中，熔煉溫度為1600～1700℃，LF和RH精煉爐處理的時間為10 30min，中~ 包鋼水過熱度的溫度為10 20℃。 ~

1.一種海洋平臺用特厚高強韌齒條鋼，其特征在于，各元素質(zhì)量百分比如下：C：0.09~ 0.16，Si：0.1 0.3，Mn：0.3 0.8，Ni：3.3 4.3，Cr：0.8 1.5，Mo：0.8 1.5，Cu：0.2 0.5，B： ~ ~ ~ ~ ~ ~ 0.001 0.002，S≤0.005%，P≤0.003%，還含有V、Nb，余量為Fe和其他不可避免的雜質(zhì)；V元素~ 的質(zhì)量百分比與Nb元素的質(zhì)量百分比二者之和范圍在0.09 0.12%； ~ 所述海洋平臺用特厚高強韌齒條鋼的顯微組織為回火馬氏體組織與碳化物析出相，海洋平臺用特厚高強韌齒條鋼厚度達256mm； 所述V元素的質(zhì)量百分比：Nb元素的質(zhì)量百分比控制在2:1。 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海洋平臺用特厚高強韌齒條鋼，其特征在于，所述海洋平臺用特厚高強韌齒條鋼的屈服強度＞880MPa，抗拉強度＞1000MPa，?60℃的夏比V型缺口沖擊功＞170J，斷后延伸率大于17%。 3.一種權(quán)利要求2所述海洋平臺用特厚高強韌齒條鋼的制備方法，其特征在于，包括步驟如下： S1、冶煉；根據(jù)各元素質(zhì)量百分比配比，進行熔煉得到鋼水，LF和RH精煉爐處理，中包鋼水過熱度≤20℃，全程保護澆鑄； S2、連鑄；將S1制備的鋼水通過澆筑系統(tǒng)流入連鑄機鑄模中，在冷卻水的作用下逐漸凝固形成鋼坯，經(jīng)二次冷卻區(qū)進一步冷卻得到連鑄坯； S3、軋制；將S2制備的連鑄坯加熱至1100 1200℃保溫5 8h后進行控制軋制得到熱軋~ ~ 板，輥速控制在1.0 1.5m/s，壓力值≥3000KN·m，軋制時確保2～4道次，單道次壓下率在8%~ 以上； S4、緩冷；將步驟S3制備的熱軋板進行擴氫緩冷得到熱軋態(tài)鋼板，擴氫溫度≥300℃，時間＞14min/mm； S5、淬火；將步驟S4中的熱軋態(tài)鋼板進行完全奧氏體化，保溫后水淬至室溫，得到淬火態(tài)鋼板； S6、回火；將步驟S5中的淬火態(tài)鋼板進行高溫回火，保溫后空冷至室溫，得到最終態(tài)鋼板； 在步驟S2中，鑄模冷卻的冷卻水流量為20 30L/min·m2，凝固過程的拉出速度為0.6~ ~ 0.8m/min，凝固速度為2 4mm/min；二次冷卻區(qū)的水流量為50 70L/min·m2，冷卻強度為3 5~ ~ ~ ℃/min，待連鑄坯冷卻至900 950℃后再加熱至軋制溫度； ~