[01361318]极地严寒环境用海洋工程厚钢板发明及应用

项目属于金属材料技术领域。 俄罗斯亚马尔项目是目前全球最大的液化天然气项目,濒临北冰洋零下50℃的极寒地带,对海工钢提出了极高要求。针对极地环境的技术难点,经过15年的研发形成了均质化厚板的精炼、连铸与微合金化技术,厚板组织细化及多尺度纳米析出强化技术,快速冷却高韧化焊接技术等45项授权发明专利、其中国际3项。 研发钢板已成功应用于亚马尔项目,为该工程提供了42.89万吨钢板,累计新增产值21.15亿元、新增利税2.68亿元。作为应用单位之一,中石油海洋工程（青岛）有限公司新增营业收入30.99亿元,利税9.14亿元。 项目是“;一带一路”;倡议实施后的首个海外特大型项目,促进了我国的清洁能源建设以及国家战略的实施,社会效益显著。 核心发明点如下： （1）针对厚板成分偏析和组织不均匀的技术难题,采用低C、低Si、中Mn、洁净化的成分设计与控制思路（[（%C）+5.16（%P）+3.47（%S）] ×[1.21（%Mn）+6.73（%Si）]≤0.49）,降低钢水凝固过程中C、Si、Mn及S元素的共轭偏析,提高等轴晶率,改善钢板内部质量“;三性”;（健全性、纯净性及均质性）,提高钢板的低温韧性、抗冲击载荷断裂特性及Z向性能。 （2）采用高温大压下+低温轧制,通过调控各阶段轧制温度、变形量和在线淬透性指数（6.81×10-4≤[（DIOL）×（T停冷）]/[H×××（T开冷）×（Vc）]≤2.31×10-3,含义见下文）,协调成分、形变和相变的交互作用,保证不同厚度的钢板均可得到细小铁素体＋针状铁素体+贝氏体的多相组织,平均晶粒尺寸≤10m,且数量适宜的低碳贝氏体晶团以细小弥散的状态均匀分布在铁素体晶粒之中,从而实现高强度与优异低温韧性（-80℃条件下V型样品冲击功达到300 J以上）。 （3）针对大热输入条件下焊接热影响区组织的粗化、软化以及由此而造成的脆化和强度降低的问题,发明了Zr-Ti复合处理形成微纳粒子的氧化物冶金方法,通过合理调控Zr-Ti-S的元素比例(1.0≤Ti/（Zr）≤5.0,确保硫化物细化和球化以及复合硫氧化物粒子均匀细小分布在钢板中,抑制大热输入条件下焊接粗晶热影响区奥氏体晶粒过度长大且促进针状铁素体形成,改善焊接热影响区的低温韧性。 （4）开发了焊接快速冷却工艺,通过控制t8/5时间来增加焊接接头中针状铁素体和板条状贝氏体含量,并减少多边形铁素体、粒状贝氏体及M-A数量,从而提高焊接接头韧性（-40℃条件下V型样品冲击功可达100 J,-60℃条件下V型样品冲击功 ≥39 J）。