專利名稱：：一種鋼質(zhì)無縫氣瓶制造用鋼坯材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種鋼質(zhì)無縫氣瓶制造用鋼坯材料。
背景技術(shù)：
：鋼質(zhì)無縫氣瓶廣泛應(yīng)用于充裝高壓空氣、氧氣、氮?dú)狻鍤?、二氧化碳以及在汽車?dòng)力系統(tǒng)中儲(chǔ)存壓縮天然氣(CNG)。國(guó)內(nèi)大直徑鋼質(zhì)無縫氣瓶都是采用無縫鋼管收底、收口的方法制造而成的，該方法制造的氣瓶規(guī)格和壁厚都受所使用的鋼管限制，而采用鋼坯通過沖壓可以得到各種直徑和壁厚的氣^f瓦。鋼質(zhì)無縫氣瓶應(yīng)用在汽車中用于儲(chǔ)存壓縮天然氣時(shí)，為了使得汽車總重量較小，必須相應(yīng)地減小鋼質(zhì)無縫氣瓶的壁厚，而氣瓶材料的抗拉強(qiáng)度是決定壁厚的最關(guān)鍵因素，氣瓶材料的抗拉強(qiáng)度是由材料的化學(xué)成分和熱處理來確定的。目前，國(guó)內(nèi)車用CNG-1鋼瓶標(biāo)準(zhǔn)GB17258-1998要求抗拉強(qiáng)度控制在880MPa以下，這主要是基于現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB13447氣瓶鋼坯材料(30CrMo)在抗拉強(qiáng)度大于880MPa,無法通過應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)。車用氣瓶在使用過程中，內(nèi)部充裝CNG氣體，CNG氣體中含有H2S，會(huì)對(duì)氣瓶產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕，對(duì)氣瓶造成破壞。為了保證氣瓶的安全使用，氣瓶材料必須通過應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)。應(yīng)力腐蝕程度跟材料的抗拉強(qiáng)度以及材料中的P、S、V、Ti、Nb、B、Zr、Cu、Al元素相關(guān)?？估瓘?qiáng)度越大、材料中雜質(zhì)元素越多，材料抗應(yīng)力腐蝕能力越弱。按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISOl1439-2000規(guī)定，車用CNG-1鋼并瓦抗拉強(qiáng)度在950MPa及以上時(shí)，只要?dú)馄坎牧夏軌蛲ㄟ^材料應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)，就可按抗拉強(qiáng)度950MPa及以上設(shè)計(jì)。由目前的鋼坯材料制成的氣瓶在抗拉強(qiáng)度為950MPa時(shí)，均無法通過應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)，因此氣瓶壁厚均較厚，瓶體重量較大。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供了一種鋼質(zhì)無縫氣瓶制造用鋼坯材料，通過該材料可以制得瓶壁薄，瓶體重量輕的鋼質(zhì)無縫氣瓶。一種鋼質(zhì)無縫氣瓶制造用鋼坯材料，由主要成分Fe元素和雜質(zhì)元素組成，其中P的重量百分含量為0.008%-0.020%，S的重量百分含量為0.003%~0.010%;P和S的總重量百分含量為0.010%~0.025%,Cu的重量百分含量為0.01%~0.20%;Al的重量百分含量為0.015%~0.060%，V、Nb、Ti、B和Zr的總重量百分含量為0.006%~0.015%。上述鋼坯材料的制備方法如下對(duì)高爐煉鐵獲得的鐵水進(jìn)行脫磷和脫硫處理，主要控制其中硫的含量，然后將鐵水與廢鋼混熔，通過控制廢鋼加入量來控制除磷、碌u之外的其它雜質(zhì)元素的含量，將混熔后的鐵水進(jìn)行BOF轉(zhuǎn)爐初煉，初煉主要控制其中磷的含量，初煉得到的出剛送入LF爐精煉，精煉主要控制V、Nb、Ti、B、Zr、Al、Cu等雜質(zhì)元素的含量，精煉得到的出剛經(jīng)RH真空脫氣、模鑄、均熱、初扎和空冷后得到成品的鋼坯材料。P的重量百分含量?jī)?yōu)選為0.008%~0.015%;S重量百分含量?jī)?yōu)選為0.003%~0.006%;P和S的總重量百分含量?jī)?yōu)選為0.010%~0.019%;V、Nb、Ti、B和Zr總重量百分含量?jī)?yōu)選為0.006%~0.010%。由本發(fā)明鋼坯材料沖壓而成鋼質(zhì)無縫氣瓶在抗拉強(qiáng)度達(dá)到920MPa及其以上時(shí)，也可以通過相應(yīng)的應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)，制得的氣瓶瓶壁較薄、瓶體整體重量4交輕。具體實(shí)施例方式選取鐵礦石，將其進(jìn)行高爐煉鐵，鐵水經(jīng)脫磷和脫硫處理，使其中的硫重量百分含量小于0.005%,將鐵水與廢鋼(鐵水與廢鋼的重量比為9:1)混熔后進(jìn)行BOF轉(zhuǎn)爐初煉，使出鋼中磷重量百分含量不大于0.010%,初煉后的鋼水進(jìn)入LF爐精煉，使其中的V、Nb、Ti、B和Zr總重量百分含量控制在0.010%以下，精煉后的鋼水經(jīng)RH真空脫氣、才莫鑄、均熱、初扎和空冷后得到成品的鋼坯材料。選取通過上述方法制備的鋼坯材料兩個(gè)批次，檢測(cè)其中雜質(zhì)元素的含量，具體如表1和表2所示<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>批次2鋼坯材料制得的氣并瓦應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>注<js=820MPa,對(duì)應(yīng)的db=920MPa從上述兩個(gè)表可以看出，本發(fā)明鋼坯材料制得的氣并瓦在935MPa、965MPa抗拉強(qiáng)度下通過了相應(yīng)的應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)，用它制成的氣瓶較傳統(tǒng)的氣瓶瓶壁薄，氣瓶整體重量較小。權(quán)利要求1、一種鋼質(zhì)無縫氣瓶制造用鋼坯材料，由主要成分Fe元素和雜質(zhì)元素組成，其特征在于所述的雜質(zhì)元素中P的重量百分含量為0.008％～0.020％，S的重量百分含量為0.003％～0.010％，P和S的總重量百分含量為0.010％～0.025％，Cu的重量百分含量為0.01％～0.20％，Al的重量百分含量為0.015％～0.060％，V、Nb、Ti、B和Zr的總重量百分含量為0.006％～0.015％。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼質(zhì)無縫氣瓶制造用鋼坯材料，其特征在于所述的P的重量百分含量為0.008%~0.015%。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼質(zhì)無縫氣瓶制造用鋼坯材料，其特征在于所述的S的重量百分含量為0.003%~0.006%。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼質(zhì)無縫氣瓶制造用鋼坯材料，其特征在于所述的P和S的總重量百分含量為0.010%~0.019%。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼質(zhì)無縫氣瓶制造用鋼坯材料，其特征在于所述的V、Nb、Ti、B和Zr的總重量百分含量為0.006%~0.010%。全文摘要本發(fā)明公開了一種鋼質(zhì)無縫氣瓶制造用鋼坯材料，由主要成分Fe元素和雜質(zhì)元素組成，雜質(zhì)元素中P的重量百分含量為0.008％～0.020％；S重量百分含量為0.003％～0.010％；P和S的總重量百分含量為0.010％～0.025％；V、Nb、Ti、B和Zr總重量百分含量為0.006％～0.015％；Cu的重量百分含量為0.01％～0.20％，Al的重量百分含量為0.015％～0.060％。由本發(fā)明鋼坯材料沖壓而成鋼質(zhì)無縫氣瓶抗拉強(qiáng)度達(dá)到920MPa以上時(shí)可以通過相應(yīng)的應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)，制成的氣瓶瓶壁較薄，氣瓶整體重量較輕。文檔編號(hào)F17C1/00GK101560631SQ20091009837公開日2009年10月21日申請(qǐng)日期2009年5月11日優(yōu)先權(quán)日2009年5月11日發(fā)明者尹謝平,朱生軍,蔣錫軍,錢慧烽,陳志偉申請(qǐng)人:浙江金盾壓力容器有限公司