近年来随着油气开发力度的不断增加,油气开发已经向更深的海域扩展,作为海上油气资源开发“生命线”的海底管道,对于产品的开发、生产、运输起着非常重要的作用,由于海洋集输环境的强腐蚀性,普通硬质管线的弊端随着服役时间的延长慢慢暴露出来,而海洋软管由聚合物材料和扁钢螺旋缠绕而成,其特殊的结构和优异的性能,具有广阔的发展前景,大有替代硬质管线的趋势。海洋软管针对用户专门设计,制造工艺过程复杂,目前,只有国外少数厂商能够设计生产软管。我国对软管的研究还处于起步阶段,现阶段迫切需要开发具有高强度和耐蚀性的铠装层用钢。本文针对开发一种700MPa级耐蚀铠装层用钢展开组织、工艺以及耐海水和CO2腐蚀性能研究。本论文主要工作如下:(1)利用热膨胀法并结合金相组织观察,对铠装层用钢未变形和变形条件下过冷奥氏体连续冷却过程组织变化进行了研究,绘制了铠装层用钢的静、动态CCT曲线。结果表明:随着冷速的增加,组织中的多边形铁素体和珠光体量逐渐减少,针状铁素体和粒状贝氏体的含量增加,最后组织为马氏体。(2)通过工业试制并研究调质工艺规律,分析900℃淬火不同淬火保温时间、回火温度、回火保温时间对调质过程中组织性能的影响,制定合适的调质工艺,使调质处理后性能达到目标要求。结果表明:铠装层用钢经调质热处理后,随着淬火保温时间的延长,回火温度的升高以及回火保温时间的延长均使铠装层用钢的强度降低,塑性提高。并得出调质工艺900℃×30min/580℃×45min为回火马氏体组织,抗拉强度802MPa,屈服强度752MPa,延伸率10%达到目标设计力学性能。(3)通过海水全浸腐蚀实验,采用失重法计算铠装层用钢的平均年腐蚀速率,记录腐蚀试样的宏观形貌,分析腐蚀产物微观形貌及物相组成,进一步探索腐蚀过程、解释腐蚀机理。分析铠装层用钢在海水环境的适用性。结果表明:采用此合金成分设计及热处理工艺的铠装层用钢耐海水腐蚀性能良好,未出现明显的点蚀现象,平均年腐蚀速率0.0689mm/a;腐蚀产物宏观形貌呈大小不一的团絮状、蜂窝多孔状物质及靠近基体的致密物质;腐蚀产物主要包括α-FeOOH、γ-FeOOH、Fe3O4及少量的Fe2O3,α-FeOOH具有保护作用。(4)通过高温高压全浸腐蚀实验,模拟油气运输温度压力下气、液两相CO2腐蚀情况,用失重法计算铠装层用钢的平均年腐蚀速率,记录腐蚀后宏观形貌,分析腐蚀产物膜形貌、物相组成以及铠装层用钢的组织和合金元素的耐蚀效应,进一步探索腐蚀机理。结果表明:海洋软管铠装层用钢在温度为75℃,总压为1.2MPa的气液两相CO2环境中呈全面腐蚀状态,平均年腐蚀速率分别为0.05 mm/a和1.75 mm/a;腐蚀速率随着腐蚀时间的延长下降并趋于平缓;腐蚀产物由结构致密的含铬化合物内锈层和结构较疏松且棱角分明的FeCO3颗粒外锈层组成。