THÉP TẤM CƯỜNG ĐỘ CAO CẤP YP690 MPa

Thép tấm cường độ cao cấp YP690 MPa (giới hạn chảy 690 MPa) là loại thép kết cấu tôi và ram có cường độ siêu cao.Vật liệu này được thiết kế để chịu tải trọng cực lớn đồng thời giảm khối lượng kết cấu, mang lại khả năng hàn tốt, độ dai va đập vượt trội và độ bền cao trong các môi trường làm việc khắc nghiệt.
BẢNG THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA THÉP TẤM CƯỜNG ĐỘ CAO CẤP YP690 MPa

 Phương pháp sản xuất bao gồm các bước sau: nung nóng phôi tấm, làm nguội bằng nước tẩy cặn áp suất cao, cán đảo chiều bằng khung kép, làm nguội nhanh và xử lý nhiệt. Phát minh này có thể sản xuất thép cường độ cao với giới hạn chảy 690MPa, hàm lượng cacbon tương đương của sản phẩm không quá 0,43%, giới hạn chảy đạt hơn 690MPa, giới hạn bền kéo đạt hơn 800MPa, và sản phẩm có các đặc điểm như hàm lượng cacbon tương đương thấp, độ bền và độ dẻo dai cao, chi phí thấp, ứng suất nội bộ thấp của thép tấm.
Thép tấm cường độ cao cấp YP690 được sản xuất bằng công nghệ lò điện hồ quang kết hợp khử photpho, tinh luyện trong thùng và khử khí chân không nhằm tạo ra loại thép có chất lượng ổn định, sạch và đồng nhất.
Vật liệu này được phát triển đặc biệt cho các ứng dụng ngoài khơi yêu cầu thép tấm có chiều dày lớn (lên đến 250 mm/10 inch) cùng các yêu cầu cơ tính rất khắt khe. Thành phần hóa học của Thép tấm cường độ cao cấp YP690 đã được tối ưu cẩn thận nhằm đạt được giá trị độ dai va đập cao (>50 J ở −60°C) xuyên suốt chiều dày tấm, đồng thời vẫn đảm bảo các yêu cầu về tính chất kéo.
Do ứng dụng chính của Thép tấm cường độ cao cấp YP690 là chế tạo thanh răng và chord cho giàn khoan tự nâng, vật liệu này đặc biệt được chú trọng đến khả năng tạo hình, cắt oxy và hàn. Hàm lượng carbon rất thấp của thép cho phép cắt và hàn trong các điều kiện thông thường, từ đó nâng cao hiệu quả chi phí trong quá trình chế tạo.Đặc điểm và khái niệm của thép phát triển
2.1. Tiêu chuẩn áp dụng
Các kết cấu ngoài khơi dùng để khai thác dầu khí từ đáy biển thường được chế tạo theo các tiêu chuẩn phân cấp tàu biển. Gần đây, các tiêu chuẩn ngoài khơi của ABS (American Bureau of Shipping) và DNV (Det Norske Veritas) thường được áp dụng cho thép tấm có chiều dày từ 150 mm trở lên. JFE Steel đã phát triển và được chứng nhận cho các sản phẩm đáp ứng các yêu cầu tương ứng của các tổ chức đăng kiểm này. Bảng 1 thể hiện các giá trị tiêu biểu được yêu cầu theo các tiêu chuẩn trên.
Trong một số trường hợp, các tính chất cơ học tại vị trí giữa chiều dày tấm (1/2t, với t là chiều dày thép tấm) được yêu cầu đối với thép tấm dày lớn. Do đó, việc đảm bảo độ đặc chắc bên trong trở thành vấn đề then chốt trong quá trình sản xuất thép tấm.
2.2. Cải thiện chất lượng bên trong bằng quy trình đúc liên tục – rèn – cán thép
Do yêu cầu về chiều dày lớn hơn và độ dai va đập ở nhiệt độ thấp khắt khe hơn đối với thép tấm dùng cho kết cấu ngoài khơi, cần phải đồng thời đáp ứng cả yêu cầu về độ đặc chắc bên trong đến vị trí giữa chiều dày, cũng như yêu cầu về độ bền và độ dai. Để đáp ứng các yêu cầu này, JFE Steel đã áp dụng quy trình đúc liên tục – rèn – cán thép.
Trong quy trình này, chất lượng bên trong của thép tấm được cải thiện bằng cách bổ sung công đoạn rèn vào dây chuyền sản xuất phôi đúc liên tục nhằm loại bỏ các lỗ rỗng bên trong phôi bằng áp lực nén. Nhờ đó, các tính chất cơ học tại vị trí giữa chiều dày thép tấm được cải thiện rõ rệt. Quy trình này đã được chính thức phê duyệt như một biện pháp đặc biệt nhằm giảm giới hạn tỷ lệ giảm chiều dày từ phôi đúc đến thép tấm thành phẩm, cho phép sản xuất thép tấm dày lớn có chất lượng bên trong vượt trội với chiều dày thành phẩm lên đến 180 mm từ phôi đúc liên tục dày 310 mm (tỷ lệ giảm chiều dày: 1,72).
2.3. Đặc điểm của thép phát triển
Loại thép được phát triển yêu cầu đồng thời cả cường độ cao và độ dai va đập ở nhiệt độ thấp, cụ thể là giới hạn chảy YP 690 MPa và độ dai ở −40°C. Khả năng tôi cứng của thép được tối ưu hóa bằng cách điều chỉnh các nguyên tố hợp kim như Cr, Mo… đồng thời bổ sung B và các nguyên tố vi hợp kim khác. Độ dai được cải thiện bằng cách tạo ra tổ chức vi mô hỗn hợp giữa martensite và bainite thấp, kết hợp với việc bổ sung lượng Ni tối ưu.
Độ dai ở nhiệt độ thấp tiếp tục được nâng cao thông qua việc tinh luyện kích thước hạt γ ban đầu bằng cách kiểm soát nhiệt độ trong từng công đoạn gia nhiệt, cán và xử lý nhiệt. Điều này cho phép đạt được các tính chất cơ học đáp ứng đầy đủ yêu cầu của tiêu chuẩn mà không cần bổ sung quá nhiều Ni.