專利名稱：一種低成本、高性能壓力容器用鋼板的生產(chǎn)方法
技術領域：
本發(fā)明涉及低合金壓力容器用結構鋼鋼板制造技術領域，特別是提供一種采用C、Si、Mn成分體系制造低成本、高性能焊接壓力容器用ASTMA537CL2鋼板的方法。
背景技術：
隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，低合金壓力容器用鋼板的市場需求量越來越 大，由于壓力容器的使用條件越來越嚴格，對安全性的要求不斷提高，這就要求容器用 鋼板在具有很高的強韌性的同時，必須具備良好的性能穩(wěn)定性。目前生產(chǎn)的壓力容器用 ASTM A537CL2鋼板，為保證鋼板的強韌性和性能穩(wěn)定性，一般需添加適量的Nb、V、 Ni、Mo等合金元素其中的一種或幾種，這樣勢必會增加生產(chǎn)成本。在資源逐漸短缺，合 金價格逐步上漲的情況下，如何少添加合金甚至不添加合金生產(chǎn)低成本高性能的壓力容 器用鋼板，是當今鋼板制造技術重點研究的問題。針對上述問題，本發(fā)明所提供的一種低成本、高性能壓力容器用鋼板的制造方 法采用C、Si、Mn成分體系，適量添加細化晶粒元素Al，特別適用于生產(chǎn)壓力容器用 ASTM A537CL2鋼板。采用該方法制造的壓力容器用ASTM A537CL2鋼板，不僅具有較 高的強韌性，同時具有良好的性能穩(wěn)定性，在保證鋼板符合技術條件要求和滿足使用要 求的情況下，不添加Nb、V、Ni、Mo等對我國來說稀缺的合金元素，減少了資源浪費， 增加鋼材的可回收性，對于我國經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種低成本、高性能壓力容器用鋼板的制造方法。在 C、Si、Mn基本成分基礎上，適量添加細化晶粒元素Al，同時為了確保鋼板的低溫沖擊 韌性，在煉鋼過程中嚴格控制硫、磷含量，提高鋼水的純凈度，減少夾雜物的尺寸和數(shù) 量。使用連鑄坯進行軋制，通過合理的控軋控冷工藝和淬火+回火熱處理工藝，制備厚 度規(guī)格10 50mm的壓力容器用ASTM A537CL2鋼板。在不添加Nb、V、Ni、Mo等貴 重合金元素的條件下，充分發(fā)揮細晶強化和組織強化的作用，提高鋼板的強度和韌性， 降低生產(chǎn)成本，減少資源浪費。所述的一種低成本、高性能壓力容器用鋼板的生產(chǎn)方法，該鋼板的化學成分重 量百分比為C 0.14 0.18%，Si 0.20-0.40%, Mn 1.30 ~ 1.55%, P < 0.025%, S < 0.015%, Alt 0.035-0.055%,其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)，生產(chǎn)步驟如下(1)鐵水深脫硫；頂?shù)讖痛缔D(zhuǎn)爐冶煉；LF爐精煉，加入SiCaBa進行夾雜物變 質(zhì)處理，LF爐結束目標溫度1620-1630°C ； RH爐真空處理，RH精煉結束目標溫度 1575-1585°C,吊包溫度1550-1560°C;連鑄中間包澆注溫度為1530_1540°C，連鑄輕壓 下后成板坯；(2)板坯下線堆冷48小時后，進行精整、火焰切割定尺；(3)板坯加熱，加熱溫度1200 1250°C，出爐溫度為1180 1230°C，板坯出爐后高壓水除鱗；(4)軋制工藝，采用奧氏體再結晶區(qū)和奧氏體未再結晶區(qū)兩階段控制軋制，奧氏 體再結晶區(qū)軋制開軋溫度為1150 1080°C，終軋溫度設為1050 980°C，每道次壓下率 為12 20%，粗軋成3.0倍成品厚度的中間坯開始待溫；奧氏體未再結晶區(qū)開軋溫度為 850 800°C，終軋溫度820 780°C，奧氏體未再結晶區(qū)累計壓下率>50% ；(5)軋后采用層流冷卻，終冷溫度700 650°C，冷卻速率10 6°C /s ；(6)鋼板堆垛緩冷，時間>24小時，拆垛后進行探傷；(7)熱處理工藝，連鑄坯經(jīng)過控軋控冷后得到的鋼板，再次加熱到奧氏體化 溫度 900 930°C，保溫10 30min，保溫后采用水冷淬火，終止終冷溫度《200°C ；淬火后的 鋼板再次加熱到600 650°C進行回火處理，保溫時間20 50min，自然冷卻至室溫。采用本發(fā)明所提供的方法生產(chǎn)的壓力容器用ASTM A537CL2鋼板具有如下優(yōu)點 和效果1)在不添加Nb、V、Ni、Mo等貴重合金元素的情況下，實現(xiàn)了 10 50mm高 強度、高韌性壓力容器用ASTMA537CL2鋼板的生產(chǎn)，降低了生產(chǎn)成本，減少了資源浪 費；2)本發(fā)明通過兩階段控軋軋制，充分細化和拉長奧氏體晶粒，鋼板軋后得到比 較均勻細小的鐵素體和珠光體組織，為鋼板的熱處理做好了組織上的準備。3)淬火獲得均勻細小的馬氏體+貝氏體組織，具有較高的屈服強度和抗拉強 度，對于得到材料的高屈服強度，高抗拉強度提供了有力的保證。淬火組織經(jīng)回火后， 由于碳化物的析出和馬氏體、貝氏體的回復再結晶，強度有所下降，但可以有效的提高 材料的塑性和韌性，通過合理的控制回火溫度和保溫時間，使材料在具有較高強度的同 時，還具有優(yōu)良的斷后伸長率和低溫沖擊韌性?；谏鲜龊侠淼幕瘜W成分設計及完善的生產(chǎn)工藝參數(shù)，使采用本發(fā)明提供的制 造方法生產(chǎn)的ASTM A537CL2鋼板的性能達到以下要求拉伸性能(橫向)目標屈服強度ReAMSMPa,抗拉強度Rm = 550 690MPa,延伸率沖擊性能(橫向)目標試驗溫度_40°C，10X10X55mm試樣夏比沖擊功 Akv平均值280J ；鋼板的力學性能均達到ASTM A537CL2的標準要求，具有優(yōu)良的綜合力學性能
和焊接性能，應用前景十分廣闊。


圖1為實施例鋼板表面位置的金相組織。圖2為實施例鋼板四分之一厚度處位置的金相組織。圖3為實施例鋼板板鋼板心部位置的金相組織。
具體實施例方式化學成分、軋制工藝參數(shù)、水冷工藝參數(shù)、熱處理工藝參數(shù)和力學性能情況分 別見表1 5。
表1化學成分(wt% )
權利要求
1. 一種低成本、高性能壓力容器用鋼板的生產(chǎn)方法，該鋼板的化學成分重量百分比 為CO.14 0.18%，Si 0.20-0.40%, Mn 1.30 1.55%，P < 0.025%, S < 0.015%, Alt 0.035-0.055%,其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)，其特征在于(1)鐵水深脫硫；頂?shù)讖痛缔D(zhuǎn)爐冶煉；LF爐精煉，加入SiCaBa進行夾雜物變質(zhì) 處理，LF爐結束目標溫度1620-1630°C ； RH爐真空處理，RH精煉結束目標溫度 1575-1585°C,吊包溫度1550-1560°C;連鑄中間包澆注溫度為1530_1540°C，連鑄輕壓 下后成板坯；(2)板坯下線堆冷48小時后，進行精整、火焰切割定尺；(3)板坯加熱，加熱溫度1200 1250°C，出爐溫度為1180 1230°C，板坯出爐后高 壓水除鱗；(4)軋制工藝，采用奧氏體再結晶區(qū)和奧氏體未再結晶區(qū)兩階段控制軋制，奧氏體再 結晶區(qū)軋制開軋溫度為1150 1080°C，終軋溫度設為1050 980°C，每道次壓下率為 12 20%，粗軋成3.0倍成品厚度的中間坯開始待溫，奧氏體未再結晶區(qū)開軋溫度為 850 800°C，終軋溫度820 780°C，奧氏體未再結晶區(qū)累計壓下率>50% ；(5)軋后采用層流冷卻，終冷溫度700 650°C，冷卻速率10 6°C/s ；(6)鋼板堆垛緩冷，時間>24小時，拆垛后進行探傷；(7)熱處理工藝，連鑄坯經(jīng)過控軋控冷后得到的鋼板，再次加熱到奧氏體化溫度 900 930°C，保溫10 30min，保溫后采用水冷淬火，終止終冷溫度《200°C ；淬火后的 鋼板再次加熱到600 650°C進行回火處理，保溫時間20 50min，自然冷卻至室溫。
全文摘要
一種低成本、高性能壓力容器用鋼板的生產(chǎn)方法，該鋼板的化學成分重量百分比為C 0.14～0.18％，Si 0.20-0.40％，Mn 1.30～1.55％，P＜0.025％，S＜0.015％，Alt 0.035-0.055％，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)，在不添加Nv、V、N、Mo等合金元素的條件下，利用合理的控制軋制和熱處理工藝，充分發(fā)揮細晶強化和組織強化作用，提高鋼板的強度和韌性，降低生產(chǎn)成本，減少資源浪費。采用本發(fā)明提供的制造方法生產(chǎn)的鋼板，其屈服強度ReL≥415MPa、抗拉強度Rm＝550-690MPa、延伸率A≥22％-40℃夏比沖擊功Akv平均值≥80J；力學性能和焊接性能優(yōu)良，具有廣闊的應用前景。
文檔編號C22C38/04GK102011047SQ20101059946
公開日2011年4月13日 申請日期2010年12月13日 優(yōu)先權日2010年12月13日
發(fā)明者何元春, 劉建明, 劉曉輝, 吳斌, 姜中行, 張學峰, 張躍飛, 田士平, 白學軍, 衣鵬飛, 隋鶴龍, 顧林豪 申請人:首鋼總公司