一种制造技术

本发明专利技术涉及一种

【技术实现步骤摘要】
一种42kg级低屈强比高性能海上风电用钢及生产方法


[0001]本专利技术涉及钢材生产
，尤其涉及一种
42kg
级低屈强比高性能海上风电用钢及生产方法
。

技术介绍

[0002]随着全球能源结构转型和应对气候变化的需求，清洁能源成为未来能源发展的主要方向；海上风能的资源丰富稳定，且沿海地区电网容量大
、
风电接入条件好，因此海上风电是一种理想的清洁能源
。
而随着海上风电工程的单机组容量越来越大，风力发电行业对钢材的性能提出了更高的要求，如更大的厚度
、
较低的屈强比
、
较好的冲击韧性
、
良好的时效性能
、
更好的
Z
向性能以及厚度方向性能均匀性等，同时还要具有较好的耐腐蚀性
。
现有常规钢材很难同时满足上述性能要求
。
[0003]申请号为
201780071626.3
的
PCT
国际专利申请，公开了一种“低屈强比超高强度钢材及其制造方法”，其是一种具有低屈强比和高拉伸强度适合用作建设用钢材的低屈强比超高强度钢材及其制造方法，可生产拉伸强度大于等于
800MPa、
屈强比小于等于
0.85、
‑
5℃
冲击功大于等于
150J、
厚度小于等于
100mm
的钢材
。
但其不能满足当前风电用钢
‑/>20℃
冲击韧性
、
厚度大于
100mm
的需求，另外其含有贵金属
Cr 0.1
～
0.5
％
、Ni0.1
～
0.5
％
、Mo0.1
～
0.5
％，增加了制造成本；而且其也不能满足海上风电用钢时效性能和耐腐蚀性能的需求
。
[0004]申请号为
201510314696.X
的中国专利申请公开了“一种低屈强比耐候风电塔筒用钢及生产方法”，钢的屈服强度
≥420MPa
，抗拉强度
640
～
850MPa
，延伸率
A≥25
％，屈强比
≤0.64
，耐腐蚀性能指数
I
不低于
6.44
，
‑
50℃KV2≥200J
，
‑
60℃KV2≥185J。
但其钢中含有
Cu 0.25
～
0.45
％
、Cr 0.63
～
0.996
％
、Ni 0.10
～
0.40
％等贵金属，提高了生产成本；且其没有记载钢板的最大厚度，没有时效性能评价，因此无法确定其能否满足海上风电工程对大厚度钢板及耐腐蚀性能的需求
。
[0005]申请号为
201310677610.0
的中国专利申请公开了“一种屈强比
≤0.65
的移动式海洋平台用钢及生产方法”，钢的屈服强度
ReL≥360MPa
，抗拉强度
R m≥560MPa
，屈强比
≤0.65
，延伸率
A≥26
％，
‑
40℃
夏比冲击吸收功横向＞
100J
，
CE≤0.43
％
。
钢板最大厚度只有
80mm
，且其含有
Ni 0.10
～
0.15
％
、Mo 0.07
～
0.17
％及
Cr 0.10
～
0.20
％等贵金属，增加了合金成本，另外，其没有时效性能评价，不能适应海上风电工程对大厚度钢板
、
时效性能和耐腐蚀性能的需求；其生产工艺采用了轧后正火热处理，延长了工序时间，增加了工序成本
。
[0006]申请号为
202010654393.3
的中国专利申请公开了“一种高断裂韧性低时效敏感性海上风电用钢及其生产方法”，钢板具有较好的时效冲击韧性，
‑
40℃
时效冲击敏感性
≤20
％
。
但其成份含有贵金属
Ni 0.10
～
0.20
％
、Mo 0.05
～
0.15
％，增加了合金成本，且不能满足海上风电用钢厚度方向性能均匀性
、Z
向性能以及耐腐蚀性能的需求
。
[0007]申请号为
202010654392.9
的中国专利申请公开了“一种大单重特厚海上风电用钢及其生产方法”，钢板在满足大单重和特厚规格的同时，具备优异的焊接性能，可生产最大
厚度
150mm
的钢板，钢板屈服强度
≥355MPa
，抗拉强度
≥490MPa
，断后伸长率
≥24
％，
‑
40℃
钢板冲击韧性稳定控制在
100J
以上，抗层状撕裂性能满足
Z35
要求
。
但其钢中含有
Ni 0.10
％，
Cr 0.15
％，增加了合金成本，且未解决厚度方向性能均匀性的问题，也不能同时满足对时效性能和耐腐蚀性能的需求
。
[0008]综上，目前的海上风电用钢或结构钢存在如下不足：
1、
添加较多的贵金属元素
Cr、Ni、Mo
，增加了合金成本；
2、
钢板最大厚度不能满足海上风电用钢的需求；
3、
未解决厚钢板
Z
向性能或厚度方法性能均匀性问题；
4、
不能同时满足对时效敏感性和耐腐蚀性能的要求
。

技术实现思路

[0009]本专利技术提供了一种
42kg
级低屈强比高性能海上风电用钢及生产方法，钢中不含
Cr、Ni、Mo
等贵金属元素，通过
Al
元素含量和
Si
元素含量比例的控制，并且复合添加少量
RE
和
Sb
，大幅度降低了钢板的屈强比和时效敏感性，提高了钢板的耐蚀性能，且钢板具有优异的
Z
向性能及厚度方向性能均匀性
。
[0010]为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：
[0011]一种
42kg
级低屈强比高性能海上风电用钢，钢板化学成分按重量百分比计为
C
：
0.095本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种
42kg
级低屈强比高性能海上风电用钢，其特征在于，钢板化学成分按重量百分比计为
C
：
0.095
％～
0.135
％，
Si
：
0.35
％～
0.45
％，
Mn
：
0.50
％～
1.05
％，
P≤0.015
％，
S≤0.005
％，
Nb
：
0.02
％～
0.03
％，
Ti
：
0.06
％～
0.08
％，
Sb
：
0.06
％～
0.09
％，
RE
：
0.06
％～
0.08
％，
Als0.10
％～
0.155
％，
N≤0.003
％；其中，
Al/N≥50
，
Sb+RE≥0.12
％，
Si/Al≥2.5
；其余为
Fe
以及不可避免的杂质
。2.
根据权利要求1所述的一种
42kg
级低屈强比高性能海上风电用钢，其特征在于，所述钢板的综合力学性能为：屈服强度
420
～
460Mpa
，屈强比
≤0.80
，延伸率
≥26
％，
‑
40℃
冲击功
≥200J。3.
根据权利要求1所述的一种
42kg
级低屈强比高性能海上风电用钢，其特征在于，所述钢板的耐海洋大气腐蚀速率＜
0.09mm/a。4.
根据权利要求1所述的一种
42kg
级低屈强比高性能海上风电用钢，其特征在于，所述钢板经时效处理后的时效敏感系数＜
0.15
；所述时效处理的条件为：时效应变5％
、
保温温度
250℃
，保温时间
1h
；所述时效敏感系数＝
(
时效处理前冲击吸收功
‑
时效处理后冲击吸收功
)/
时效处理前冲击吸收功
。5.
根据权利要求1所述的一种
42kg
级低屈强比高性能海上风电用钢，其特征在于，所述钢板的最大厚度为
150mm
；钢板的
Z
向性能
≥45
％；厚度方向
1/4
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文斌，赵坦，金耀辉，李家安，柴铁洋，韩鹏，陈华，渠秀娟，郝未杰，黄松，
申请(专利权)人：鞍钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：