海洋平台用特厚

A514 GrQ 钢种的研制

  A514 GrQ 是 ASTM 标准下经淬火与回火的高强度可焊接钢板，主要用于要求高抗拉、高
屈服的场所，如各类石油井架、起重吊车、高温风机、大型电铲、自卸车及钻机、煤矿液压支架、
钢结构等。海洋平台（包括采油平台和钻井平台）由于要经受海浪、海啸、低温等自然力的侵
蚀和破坏，对钢的各项技术指标要求极高，其关键部位如齿条、桩腿等用钢技术标准更为苛
刻，要求钢板具有高强度、高韧性、低脆性转变温度、良好的抗疲劳性能、冷成形性能和焊接
性能，同时要求具有较好的抗腐蚀性能和一定的耐磨性能。

1 主要技术要求
　　

1.1 化学成分

　　熔炼分析应符合

ASTM A514/A514M-05 标准之规定。

　　

1.2 冶炼方法

　　采用转炉

+炉外精炼冶炼。

2 A514 GrQ 研发方案
　　

2.1 成分设计

　　海洋平台用钢是通过低碳当量成分设计及控轧控冷

+调质工艺，生产出大厚度结构用

高强度调质钢，金相组织为保持马氏体位向的索氏体钢。采用的强化机制为组织强化、细晶
强化、析出强化和固溶强化。

C 主要与其他元素形成碳化物，起组织强化和析出强化的作用，

使钢板强度增加。

Mn 主要起固溶强化和降低相变温度，提高钢板强度的作用。为了有效通

过控轧工艺实现钢板结晶强化，需加入

Nb 元素，以提高钢板再结晶温度，加热固溶 Nb 阻

止奥氏体晶粒长大，冷却时高温析出

Nb 的 C、N 化物。通过两阶段控轧后，V 的 C、N 化物

析出，大幅提高钢板的强度。

Ni 的主要作用是增大奥氏体的过冷度，从而细化组织，取得

强化效果，另外其还能增加钢的耐大气腐蚀能力，提高低温冲击韧性和降低脆性转变温度。
杂质元素

P、S 等含量下限不做限制，在工艺设备能力下尽可能降低，以达到钢质纯净、力学

性能均匀的目的。
　　

2.2 生产工艺路线

　　铁水

KR 预处理→转炉冶炼→LF 炉精炼→VD 真空脱气→24t 钢锭浇注→钢锭缓冷→温

清温送

→加热→控轧控冷→保温坑缓冷→表面检查并探伤→钢板热处理→精整→性能检测

→成品入库。
　　

2.3 冶炼及浇注工艺

　　采用

KR 铁水预处理脱硫，使入炉铁水 S 含量低于 0.005%，入炉废钢必须选用优质边

角料，使用挡渣锥减少下渣量，转炉操作尽可能降低

P 含量，使出钢 P≤0.012%,避免出钢

下渣。

LF 精炼采用大渣量操作，造好还原白渣，在离站前将成分调至目标中值，严格执行

吹氩制度，使钢水成分均匀，尽量吸附钢水中的夹杂物，

VD 炉保持 67Pa 以下时间大于

20min。
　　南阳汉冶特钢目前的常规模铸锭有

24t

﹑26t﹑32t﹑33t﹑43t 和 48t，水冷模锭可在 35t

至

50t 之间随机调整，根据客户需求和工艺要求，选择 24t 常规模铸锭较为合适。此锭模为

上大下小设计，钢锭大头厚

780mm，小头厚 680mm，平均压缩比在 4.47-5.1 之间，完全满

足一般探伤板压缩比＞

3 的要求。浇注过程采用合理控制过热度和浇注速度，使钢水中夹杂

物充分上浮，减少偏析保证钢锭内部质量。钢锭脱模后立即吊至钢锭缓冷坑中进行堆垛缓冷，
待钢锭缓冷至

400

℃左右出坑清理钢锭表面后送轧钢均热坑加热轧制。

　　

2.4 加热轧制及控轧控冷工艺

　　因该钢种添加

Ni 元素且含量较高能促进氧化铁皮生成，加热时应注意炉内保持微正压