我国海洋工程设备关键部件用钢长期以来全部依赖进口。舞钢瞄准海洋工程用钢的巨大市场需求，先后成功研制了A514GrQ、A517GrQ等系列海洋工程设备用钢，打破了进口产品长期垄断的局面。本文论述的D36-Z35海上采油平台用钢用于制作南海某气田海上采油平台最为关键的导管架构件，其中，100mm厚度规格的D36-Z35钢板是该项目中用钢技术标准要求最高的钢种，对焊接性能、冲击韧性、屈服强度和抗层状撕裂性能等都有特殊要求。
因订货合同对D36-Z35钢板的成分、性能和表面质量等要求苛刻，为确保生产顺行和钢板性能的一次合格率，舞钢首先通过实验室模拟和热处理炉进行热处理工艺试验，制定出切实可行的热处理工艺制度，并从坯料、轧制、热处理一直到交库进行全程跟踪和控制，保证了合同钢板的交货期。
1、成分设计及工艺流程
本次订货的D36-Z35钢板是舞钢首次批量生产的高性能平台用钢，要求低碳当量、低Pcm值和控制碳偏析，同时要求宽冷弯性能，并测定下屈服强度，因此主要采取了低碳、高微合金化的成分设计思路。具体内控化学成分如表1所示。
表1：D36-Z35钢板的内控化学成分
wt/%
|
厚度/mm
|
标准
|
40~100
|
|
C
|
≤0.18
|
0.10~0.12
|
|
Si
|
≤0.50
|
0.20~0.40
|
|
Mn
|
0.90~1.60
|
1.50~1.60
|
|
P
|
≤0.025
|
≤0.012
|
|
S
|
≤0.005
|
≤0.003
|
|
TAl
|
≥0.020
|
适量
|
|
Nb
|
0.020~0.050
|
适量
|
|
V
|
0.050~0.100
|
适量
|
|
Ti
|
≤0.05
|
|
|
Ceq
|
≤0.43
|
0.39~0.43
|
|
Pcm
|
≤0.23
|
0.20~0.23
|
由于不允许对钢板表面进行焊补，因此采用了钢锭开坯二次成材的方式生产。
2、试验及分析
2.1、成分偏析
舞钢对首批生产的D36-Z35钢板进行了成分偏析分析。取批号CHA025432钢板全厚度金相试样（成品厚度：H=95mm），从一个表面到另一个表面每隔12mm取一个点分析化学成分，结果如图1所示。从图中可以看出，钢板中C、Mn偏析程度低，分布均匀。
图1：D36-Z35钢板的C、Mn偏析情况
2.2、实验室正火试验
为了确定大生产正火工艺，在实验室不同冷却条件下检验了轧制态和热处理态钢板性能。热处理态试验的工艺制度有3个：（1）正火温度910℃，保温时间2min/mm，空冷；（2）正火温度910℃，保温时间2min/mm，完全人水冷却；（3）正火温度910℃，保温时间2min/mm，入水15s冷却。试验钢板的力学性能检测结果见表2。由表中数据可知，钢板的韧性良好，不同正火和水冷条件下获得的钢板力学性能不同，据此确定了以下大生产正火试验方案。
表2：批号为CHA025432的D36-Z35钢板在不同正火工艺试验下的力学性能
| 试验工艺制度 | Re/MPa | Rm/MPa | A/% | 板厚1/4处（横向）KV2/J | |||||
| -20℃ | -40℃ | ||||||||
| 轧制态 | 415 | 535 | 32.0 | 299 | 300 | 300 | 252 | 300 | 299 |
| 正火温度，910℃，保温时间，2min/mm，空冷 | 360 | 495 | 34.0 | 295 | 277 | 286 | 291 | 278 | 278 |
| 正火温度，910℃，保温时间，2min/mm，完全水冷 | 345 | 600 | 28.0 | 110 | 159 | 170 | 57 | 164 | 64 |
| 正火温度，910℃，保温时间，2min/mm，入睡15s冷却 | 465 | 570 | 28.0 | 299 | 300 | 300 | 300 | 299 | 300 |
2.3、大生产正火试验方案及分析
2.3.1、试验方案1
规格为95mm×3276mm×12260mm的D36-Z35钢板在淬火炉进行正火处理。结合试验获得的数据和设备自身的特点，制定的淬火炉正火工艺为：正火温度（910±10）℃，保温时间PLC+20min低压段冷却，返红温度为600~620℃。钢板实测力学性能见表3。
表3：试生产方案1正火处理后D36-Z35钢板的力学性能
|
表3：试生产方案1正火处理后D36-Z35钢板的力学性能
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
