一种高强度低温压力容器钢板及其生产方法

专利名称：一种高强度低温压力容器钢板及其生产方法
技术领域：
本发明涉及压力容器钢制造领域，特别涉及一种高强度低温压力容器钢板及其生产方法。
背景技术：
根据已公开的专利技术，专利CN 101144138B介绍了 “一种低温压力用容器钢板生产方法”，专利CN 100430506C介绍了“一种无Ni微合金低温压力容器钢及其制造方法”，不足在于采用这两种方法生产的钢板屈服强度在500MPa以下，无法满足强度要求较高的压力容器制造。专利200510047196. O介绍了“高强度低焊接裂纹敏感性钢厚板及其生产方法”。其化学成分(按重量百分比)C 0. 06 O. 09%, Si 0. 15 O. 55%, Mn 1. 00 1· 60%,P ·.( O. 015%, S :彡 O. 006%, Ni 0. 15^0. 40%, Cr ·.( O. 30%, Mo :彡 O. 30%, Cu ·.( O. 30%, V
0.02 O. 06%，Nb :0. 005 O. 05%，余量为Fe及不可避免的夹杂。采用层流冷却，抗拉强度彡610MPa，其生产钢板厚度规格在3(T75mm之间，其生产工艺及产品规格与本发明有着较大差别。

发明内容
本发明的目的在于提供一种高强度低温压力容器钢板及其生产方法，采用低碳加适量Mn、Cr和Ni成分设计，通过合理的轧制及调质热处理生产工艺，使得钢板屈服强度在490MPa以上，抗拉强度在610MPa以上，_50°C低温冲击韧性在250J以上，厚度范围在12 50mm间,适合大规模生产。本发明钢板的化学成分重量百分比为C 0. 06 O. 15%，Si :0. 20 0. 40%, Mn
1.40 1· 60%, Ni :0. 30 0· 50%, Ti :0. 01 O. 03%, Mo :0 0· 50%, P :0 0· 01%, S :0 0· 01%, Nb (Γ0. 03%, Cr :(Γθ. 3%，其余为Fe和不可避免的杂质。其生产工艺如下(I)将钢坯加热到115(T1220°C，保证钢坯均热时间4飞小时，提高钢坯厚度方向上加热的均匀性；(2)对出炉后的钢坯进行高压水除磷处理，去除钢坯在加热过程中所产生的氧化铁皮；(3)对除磷后的钢坯进行再结晶区轧制(粗轧)未再结晶区轧制(精轧);在粗轧阶段轧制温度区间控制在98(Tll00°C范围内，累积变形量在60% 70%之间，中间坯待温厚度/成品厚度为3 4 ；在精轧阶段开轧温度区间控制在85(T920°C范围内，终轧温度区间控制在78(T830°C范围内，且控制钢坯总变形率在70% 80%之间；(4)钢板进行空气冷却至室温后进行淬火处理，淬火温度控制在88(T950°C范围内，保温时间为10 20分钟+板厚X I分钟/mm ；
(5)淬火后钢板进行回火处理，回火温度控制在60(T65(TC范围内，保温时间为10 20分钟+板厚X I分钟/mm。
本发明优点在于采用低碳加适量Mn、Cr和Ni的经济型成分设计，有效的降低了生产成本，采用控制轧制+调质热处理的生产工艺，与常规大线能量焊接水电用钢生产方法相比，钢板的力学性能达到以下水平
(I)拉伸性能
屈服强度在520Mpa以上，抗拉强度在640以上；
(2)低温韧性
-50°C低温冲击韧性在250J以上，-70°C低温冲击韧性在200J以上；
(3)冷弯性能
横向冷弯d=3a(d为弯曲直径，a为钢板厚度)，180°，拉伸面完好。


图I为实施例I回火后钢板厚度方向表面金相照片。
图2为实施例I回火后钢板厚度方向1/4金相照片。
图3为实施例I回火后钢板厚度方向心部金相照片。
图4为实施例2回火后钢板厚度方向表面金相照片。
图5为实施例2回火后钢板厚度方向1/4金相照片。
图6为实施例3回火后钢板厚度方向心部金相照片。
具体实施方式
实施例I
根据本发明高强度低温压力容器钢板生产方法，利用4300_双机架宽厚板生产线产出了厚度16mm钢板，其钢坯化学成分如表I所示，轧制工艺如表2所示，热处理工艺如表3所示，系列温度下钢板机械性能如表4所示。
表I实施例的化学成分(重量，％ ;余量为Fe)
权利要求
1.一种高强度低温压力容器钢板，其特征在于，该压力容器钢板的化学成分重量百分比为C 0. 06 O. 15%, Si 0. 20 0· 40%, Mn 1. 40 1· 60%, Ni 0. 30 0· 50%, Ti 0. 0Γ0. 03%, Mo :0 0· 50%, P :0 0· 01%, S :0 0· 01%, Nb :0 0· 03%, Cr :0 0· 3%，余量为 Fe 和不可避免的杂质。
2.—种权利要求I所述容器钢板的生产方法，其特征在于，工艺如下(1)将钢坯加热到115(Tl220°C，保证钢坯均热时间4飞小时，提高钢坯厚度方向上加热的均匀性；(2)对出炉后的钢坯进行高压水除磷处理，去除钢坯在加热过程中所产生的氧化铁皮；(3)对除磷后的钢坯进行再结晶区粗轧、未再结晶区精轧；在粗轧阶段轧制温度区间控制在98(Tl 100°C范围内，累积变形量609Γ70%之间；中间坯待温厚度/成品厚度为3 4;在精轧阶段开轧温度区间控制在85(T920°C范围内，终轧温度区间控制在78(T830°C 范围内，且控制钢坯总变形率在70°/Γ80%之间；(4)钢板进行空气冷却至室温后进行淬火处理，淬火温度控制在88(T95(TC范围内，保温时间为10 20分钟+板厚X I分钟/mm ；(5)淬火后钢板进行回火处理，回火温度控制在60(T650°C范围内，保温时间为1(Γ20 分钟+板厚X I分钟/mm。
全文摘要
一种高强度低温压力容器钢板及其生产方法，涉及压力容器钢制造领域。该钢板的化学成分重量百分比为C0.06~0.15%，Si0.20~0.40%，Mn1.40~1.60%，Ni0.30~0.50%，Ti0.01~0.03%，Mo0~0.50%，P0~0.01%，S0~0.01%，Nb0~0.03%，Cr0~0.3%，其余为Fe和不可避免的杂质。采用低碳加适量Mn、Cr和Ni成分设计，通过合理的轧制及调质热处理生产工艺，使得钢板屈服强度在490MPa以上，抗拉强度在610MPa以上，-50℃低温冲击韧性在250J以上，厚度范围在12~50mm间，适合大规模生产。
文档编号C22C38/58GK102936695SQ201210408260
公开日2013年2月20日 申请日期2012年10月23日 优先权日2012年10月23日
发明者王雪松, 张学峰, 董占斌, 张跃飞, 王锁涛, 左冬艳 申请人:秦皇岛首秦金属材料有限公司, 首钢总公司