本发明专利技术提供了一种海洋钻井平台结构材料的制备方法，制作步骤如下：准备原料，原料成分及其质量百分比为：C、Mn、P、S、Si、Cr、Ni、Mo、Cu、W、Nb、RE，其余为Fe；将待熔炼的Fe、Mn、Cr、Ni、Mo、Cu、W、Nb、RE，加入水冷铜坩埚的真空室内，抽真空，在烧结温度为950℃～970℃条件下熔融；在金属熔融的条件下加入C、P、S、Si，并保温10min～20min，搅拌均匀；将熔融金属冷却至室温得到结构材料轧制板粗坯；将熔炼金属粗坯回火保温，冷却至室温得到海洋钻井平台结构材料轧制板成品。本发明专利技术制备的海洋钻井平台结构材料具有良好的抗磁、抗海水腐蚀、耐压、耐冲撞的性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于铁基合金领域，具体涉及一种海洋钻井平台结构材料。
技术介绍
海洋钻井平台是在海洋上进行作业，石油钻探与生产所需的平台，主要分钻井平台和生产平台两大类。在钻井平台上设钻井设备，在生产平台上设采油设备，平台与海底井口有立管相通。随着人类对油气资源开发利用的深化，油气勘探开发从陆地转入海洋。因此，钻井工程作业也必须在浩瀚的海洋中进行。在海上进行油气钻井施工时，几百吨重的钻机要有足够的支撑和放置的空间，同时还要有钻井人员生活居住的地方，海上石油钻井平台就担负起了这一重任。由于海上气候的多变、海上风浪和海底暗流的破坏，海上钻井装置的稳定性和安全性更显重要。当前，海洋石油勘探开发已进入到一个新的时代，世界各国对海洋油气资源勘探开发的力度不断加大。近年来我国虽然在海洋平台建造及技术研究方面做了大量工作，并取得了可喜的成绩，但就海洋装备技术实力和技术水平而言，我国仍处于一个比较落后的位置，尤其是在海洋钻井平台结构材料等方面，我国与发达国家之间还存在着很大的差距。因此，我国必须加快科研步伐，奋力追赶西方发达国家，早日步入世界海洋石油装备强国行列。
技术实现思路
为了克服上述现有技术不足，本专利技术的目的在于提供一种海洋钻井平台结构材料，综合考虑各成分的成本，在保证与同等成本材料有相等或更高质量的前提下，优化各成分之间的比例，找到性价比最高的材料组方，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，本专利技术采取如下的技术方案：一种海洋钻井平台结构材料的制备方法，制作步骤如下：步骤I，准备原料，原料成分及其质量百分比为：C：0.20％～0.25％，Mn：0.5％～0.8％，P：0.04％～0.05％，S：0.04％～0.05％，Si：0.5％～0.7％，Cr：0.3％～0.5％，Ni：0.5％～0.7％，Mo：0.45％～0.65％，Cu：0.3％～0.5％，W：0.20％～0.30％，Nb：0.02％～0.04％，RE：0.20％～0.60％，其余为Fe；原材料皆为单质。步骤II，将待熔炼的Fe、Mn、Cr、Ni、Mo、Cu、W、Nb、RE单质，加入水冷铜坩埚的真空室内，抽真空，在烧结温度为950℃～970℃条件下熔融。步骤III，在金属熔融的条件下加入C、P、S、Si单质，并保温10min～20min，搅拌均匀。步骤IV，将熔融金属冷却至室温得到海洋钻井平台结构材料轧制板粗坯。步骤V，将熔炼金属粗坯回火保温10min～20min，冷却至室温得到海洋钻井平台结构材料轧制板成品。进一步地，步骤I中，RE包括，Nd：0.10％～0.30％，Dy：0.10％～0.30％。进一步地，步骤I中，原料成分及重量百分比计为：C：0.25％，Mn：0.60％，P：0.04％，S：0.045％，Si：0.60％，Cr：0.35％，Ni：0.50％，Mo：0.50％，Cu：0.50％，W：0.25％，Nb：0.03％，Nd：0.25％，Dy：0.25％，其余为Fe。进一步地，步骤II中，烧结的温度为950℃～960℃时，RE的组成为Nd或Dy。进一步地，步骤II中，烧结的温度为960℃～970℃时，RE的组成为Nd和Dy。进一步地，步骤IV中，熔融金属冷却速率为80℃/min～100℃/min。进一步地，步骤V中，熔炼金属粗坯回火的温度为630℃。进一步地，步骤V中，熔炼金属粗坯回火后的冷却速率为50℃/min～80℃/min。以下，对本专利技术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％～0.25％，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，本专利技术将海洋钻井平台结构材料中C含量规定为0.20％～0.25％，优选为0.25％。Mn：0.5％～0.8％，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，为适应海洋钻井平台结构的具体实际的特殊需求，本专利技术将Mn含量规定为0.5％～0.8％，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。为适应海洋条件及海洋钻井平台结构的特殊需求，本专利技术将P含量规定为0.04％～0.05％，优选为0.04％。S：0.04％～0.05％，S可引起钢材热脆，降低钢材的塑性、冲击韧性、疲劳强度和抗锈性等，一般建筑用钢含硫量要求不超过0.055％，在焊接结构中应不超过0.050％。一定量的S与Mn在钢材中形成MnS，有助于提高切削性的元素。在低于0.001％时添加效果不充分，超过0.15％则添加效果饱和，S会降低铁水的流动性，阻止Fe3C分解，使铸件产生气孔、难于切削并降低其韧性，因此将S规定为0.04％～0.05％，优选为0.045％。Si：0.5％～0.7％，Si可提高钢材的耐热性和耐蚀性，降低韧性和塑性；在钢材中能降低熔点，改善流动性。为适应海洋条件及海洋钻井平台结构的特殊需求，本专利技术将Si含量规定为0.5％～0.7％，优选为0.60％。Cr：0.3％～0.5％，Cr在钢材中，铬能显著提高强度、硬度和耐磨性，但同时降低塑性和韧性。铬又能提高钢材的抗氧化性和耐腐蚀性，因而是钢材的重要合金元素。为适应海洋条件及海洋钻井平台结构的特殊需求，本专利技术将Cr含量规定为0.3％～0.5％，优选为0.35％。Ni：0.5％～0.7％，镍在钢材中能提高合金的强度和硬度，降低耐蚀性，提高合金的焊接性能。为适应海洋条件及海洋钻井平台结构的特殊需求，本专利技术将材质中Ni含量规定为0.5％～0.7％，优选为0.50％。Mo：0.45％～0.65％，低含量的Mo能强化铁素体，提高钢的强度和硬度；降低钢的临界冷却速度，提高钢的淬透性；提高钢的耐热性和高温强度，为适应海洋条件及海洋钻井平台结构的特殊需求，本专利技术将材质中Mo含量规定为0.45％～0.65％，优本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种海洋钻井平台结构材料的制备方法，其特征在于，制作步骤如下：步骤I，准备原料，原料成分及其质量百分比为：C：0.20％～0.25％，Mn：0.5％～0.8％，P：0.04％～0.05％，S：0.04％～0.05％，Si：0.5％～0.7％，Cr：0.3％～0.5％，Ni：0.5％～0.7％，Mo：0.45％～0.65％，Cu：0.3％～0.5％，W：0.20％～0.30％，Nb：0.02％～0.04％，RE：0.20％～0.60％，其余为Fe；皆为单质；步骤II，将待熔炼的Fe、Mn、Cr、Ni、Mo、Cu、W、Nb、RE单质，加入水冷铜坩埚的真空室内，抽真空，在烧结温度为950℃～970℃条件下熔融；步骤III，在金属熔融的条件下加入C、P、S、Si单质，并保温10min～20min，搅拌均匀；步骤IV，将熔融金属冷却至室温得到海洋钻井平台结构材料轧制板粗坯；步骤V，将熔炼金属粗坯回火保温10min～20min，冷却至室温得到海洋钻井平台结构材料轧制板成品。
【技术特征摘要】
1.一种海洋钻井平台结构材料的制备方法，其特征在于，制作
步骤如下：
步骤I，准备原料，原料成分及其质量百分比为：C：
0.20％～0.25％，Mn：0.5％～0.8％，P：0.04％～0.05％，S：0.04％～0.05％，
Si：0.5％～0.7％，Cr：0.3％～0.5％，Ni：0.5％～0.7％，Mo：0.45％～0.65％，
Cu：0.3％～0.5％，W：0.20％～0.30％，Nb：0.02％～0.04％，RE：
0.20％～0.60％，其余为Fe；皆为单质；
步骤II，将待熔炼的Fe、Mn、Cr、Ni、Mo、Cu、W、Nb、RE
单质，加入水冷铜坩埚的真空室内，抽真空，在烧结温度为
950℃～970℃条件下熔融；
步骤III，在金属熔融的条件下加入C、P、S、Si单质，并保温
10min～20min，搅拌均匀；
步骤IV，将熔融金属冷却至室温得到海洋钻井平台结构材料轧
制板粗坯；
步骤V，将熔炼金属粗坯回火保温10min～20min，冷却至室温
得到海洋钻井平台结构材料轧制板成品。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤I中，所
述RE包括，Nd...
【专利技术属性】
技术研发人员：周常，
申请(专利权)人：周常，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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