随着经济的发展和科技的进步，人类对于石油能源的需求越来越大。海洋石油平台是海洋石油天然气资源开发的基础性设施，它为开发和利用海洋资源提供了海上作业与生活的场所。海洋平台结构复杂、体积庞大、造价昂贵，特别是与陆地开采结构相比，它所处的海洋环境十分复杂和恶劣，风、海浪、海流、海冰和潮汐时时作用于结构，同时还受到海底地震的作用和威胁。目前，海洋所用结构材料主要就是普碳钢和低合金高强度钢，其中的低合金海洋用钢不仅具有高的强度和良好的力学性能，而且耐腐蚀，又经济，是材料科学工作者研究开发的重点。 本文参阅国内外海洋平台用钢的化学成分和参考其力学性能，设计出四种钢种，并在东北大学25kg中频真空感应炉分别冶炼出钢锭。通过热模拟研究CrMoAl系、CuPCr系钢的加热温度、压下量、终轧温度、冷却速度对其组织和性能的影响，设计出合理的轧制工艺方案；对于超低碳贝氏体钢(ULCB)，采用新的RPC(Relaxation-Precipitation Controlling phase transformation)工艺，即驰豫-析出-控制相变技术，对实验钢进行了不同弛豫时间、不同弛豫温度的热模拟试验，获得了超低碳贝氏体钢的各项生产工艺指导参数。将通过热模拟设计出的轧制工艺方案用于现场轧制并得出6mm厚板材，经机加工成适当的尺寸后进行室温拉伸实验和冲击实验，得出其力学性能数据。然后通过全浸腐蚀实验和盐雾腐蚀实验，用失重法求得了四种钢的年腐蚀率。对试样表面腐蚀产物进行X射线衍射分析，确定其成分。对试样断面进行扫描及能谱分析，观察和分析腐蚀产物层厚度、腐蚀后基体形貌以及合金元素在锈层中的分布状况和它们对钢耐蚀性能的影响。对不同腐蚀时间的试样进行电化学测试，最后比较它们的耐腐蚀性能。 通过对实验钢进行金相、透射(TEM)、扫描(SEM)显微组织分析与力学性能以及腐蚀性能试验的对比，发现对CrMoAl、CuPCr系钢在奥氏体区的每道次12％的连续五道次压下有利于细化奥氏体晶粒，在未再结晶区的累计压下超过55％可以得到细化的以铁素体晶粒为主的组织，在相同的大压下条件下终轧温度在800℃可以获得均匀细小的晶粒，晶粒尺寸可以达到5～10μm。CrMoAl系和CuPCr系钢的力学性能良好，它们的屈服强度分别为470MPa和395MPa，-20℃的冲击韧性值分别为70J/cm<2>和57J/cm<2>。超低碳贝氏体钢经过加大未再结晶区的压下量、降低终轧温度、轧后弛豫处理和控制冷却，获得了很高的强度和韧性，其抗拉强度为810MPa，屈服强度为725MPa，-20℃的冲击韧性值达到了116 J/cm<2>。此钢种优异的力学性能在于经过驰豫处理后得到细化的贝氏体板条束组织及位错强化、沉淀强化的作用。在腐蚀实验中，模拟海洋石油平台用H型钢在海水全浸区腐蚀状况条件下和模拟海水飞溅带腐蚀状况的盐雾腐蚀条件下，年腐蚀速率由强到弱依次为CuPCr-Ⅰ、CuPCr-Ⅱ、ULCB、CrMoAl钢。四种钢全浸加速腐蚀20天后的腐蚀产物主要为FeO(OH)和FeO。对实验钢20天全浸加速腐蚀的极化曲线测定与平均年腐蚀速率结果完全一致。盐雾腐蚀实验中四种钢的腐蚀产物均为FeOOH，随腐蚀时间的延长Fe<,3>O<,4>含量逐渐增加。钢中含适量Cr元素有缓解钢的腐蚀程度的作用，高Cr量会加速钢的点蚀程度。Cu与P元素复合明显改善钢的耐腐蚀性能。铁素体+珠光体组织钢在电化学腐蚀微电池中，珠光体里的碳化物电位高，是微电池的阴极相，所以它们数量的增多使腐蚀电池中的阴极面积增加，从而加速了钢的腐蚀。相比之下，超低碳贝氏体组织没有粗大的碳化物，组织均匀，所以有相对较高的耐蚀性。通过对比可以发现，本文的超低碳贝氏体钢是海洋石油平台用H型钢的理想选择。