目前,为适应海洋油气资源的持续开采,高质量海洋平台用钢存在着很大的需求,而采用现行调质钢Q690的国内海洋平台用钢存在着生产成本高、低温韧性较差的缺点。为克服此缺点,现通过以“Mn”代“Ni”的方法以降低成本,通过低碳中锰的成分设计思路得到了具有回火马氏体和逆转变奥氏体的复合组织,从而获得了高强度高韧性的海洋平台用中锰钢。由于海水是强电解质溶液,能对钢板造成强烈的电化学腐蚀,从而使钢板发生腐蚀失效,故而对海洋平台中锰钢进行海水腐蚀行为研究不可或缺,中锰钢海水腐蚀行为研究的开展可为海洋平台中锰钢的工业生产提供技术参数,从而得到综合性能优良的中锰中厚板。因此本文针对海洋平台用690MPa级中锰钢开展了组织、工艺和性能研究,并对其在不同海洋环境下的腐蚀行为展开了研究。本文主要研究内容如下:(1)利用全自动相变仪和MMS-300多功能热模拟试验机测定了中锰钢的临界相变点和静态CCT以及动态CCT曲线。结果表明:中锰钢的Ac1 Ac3温度大幅下降,奥氏体区扩大;并且在奥氏体连续冷却转变过程中,当冷却速率不小于0.1℃/s时只发生马氏体相变且组织对冷却速率的变化不敏感。(2)通过在实验室条件下开展的中锰钢轧制及热处理工艺研究结果表明:轧后在线淬火并对实验钢进行短时两相区回火,可获得具有回火马氏体和逆转变奥氏体的显微组织。通过对实验钢进行不同的回火工艺研究,结果表明:随着回火温度的升高和回火时间的延长,实验钢冲击韧性提高,但屈服强度和抗拉强度随之下降。当二次开轧温度在960℃,终轧温度控制在900℃,回火温度为650℃,回火时间为30min时,实验钢可获得最优的综合力学性能,屈服强度远大于690Mpa,-60℃纵向冲击功超过2001。(3)通过开展干湿交替的周期浸润腐蚀实验,模拟了海洋平台用中锰钢在海洋飞溅区的腐蚀效应。通过扫描电子显微镜(SEM),电子探针(EPMA)、X射线衍射仪(XRD)等表征手段分析了实验钢的腐蚀行为和腐蚀机制。结果表明:低碳中锰钢的腐蚀速率变化呈现出典型的三阶段式。第一阶段为加速腐蚀阶段,第二阶段为腐蚀减缓阶段,第三阶段为腐蚀平稳阶段。随着腐蚀时间的延长,腐蚀产物形态结构由疏松多孔状逐渐转化为致密厚实状,锈层对基体的保护能力亦随之逐渐增强。在高浓度的氯离子环境中,氯离子促进了 γ-FeOOH的形成,故腐蚀产物中含有大量的γ-FeOOH。腐蚀产物中含有锰的氧化物和铁锰氧化物两种物相,锰的化合物会增加腐蚀锈层的缺陷密度,降低锈层的保护能力。三种实验钢中C钢具有较好的耐海水腐蚀性能。(4)通过对具有较好耐蚀性的C钢进行静态全浸腐蚀试验,模拟了其在海水全浸区腐蚀行为。结果表明:随着腐蚀时间的延长,全浸腐蚀环境下腐蚀速率变化呈现出三个不同的阶段,第一阶段腐蚀速率较大且随后迅速下降,第二阶段腐蚀速率稍有上升,第三阶段为腐蚀平稳阶段。腐蚀产物主要由Fe3O4和FeCr2O4组成,FeCr2O4比较致密稳定,能够阻碍氧和金属离子的互扩散,抑制电化学反应过程,降低腐蚀程度。