專利名稱：20控Cr核電用鋼及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于控Cr的優(yōu)質(zhì)碳鋼技術(shù)領(lǐng)域，產(chǎn)品適應(yīng)在核電工程中，處于紊流狀態(tài)下 的核電管件用鋼。
背景技術(shù)：
隨著今后傳統(tǒng)不可再生能源的逐步減少，世界各國對核能的利用給予高度重視。 適應(yīng)于第三代核電技術(shù)的核電用鋼的開發(fā)變的越來越重要。鑒于我國當前對能源戰(zhàn)略儲備 的迫切需要，研發(fā)擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的性能優(yōu)良的核電用厚鋼板，對于完善我國能源體系、 獨立開發(fā)核能資源，保證國家能源安全具有重要意義。核電用20控Cr管道用于低壓給水加熱器系統(tǒng)、給水除氧器系統(tǒng)、凝結(jié)水抽取系 統(tǒng)、電動主給水泵系統(tǒng)的給水及抽汽管道。在核電工程中，當管件處于紊流狀態(tài)下，因流體 的高速流動、溫度和化學(xué)環(huán)境的相互影響，促進了碳鋼和低合金鋼管表面起保護作用的氧 化層的溶解，從而導(dǎo)致腐蝕破壞，即產(chǎn)生所謂的“流動加速的腐蝕”現(xiàn)象。根據(jù)國外有關(guān)資 料介紹，碳鋼中流動加速的腐蝕的腐蝕速率取決于流體溫度、流速、PH值、電極電位、合金 元素、熱力學(xué)等因素。其中管材的合金元素是鋼鐵企業(yè)可以控制的。根據(jù)國外對“相對減薄 率-鋼中Cr%關(guān)系”研究的相關(guān)試驗結(jié)果碳素鋼管中Cr含量是影響其FAC的主要合金元 素。隨著鋼中Cr含量的增加，相對減薄率降低，當Cr含量接近0. 20%時，相對減薄率下降 到0. 1%。由于核電對安全性要求更高，且蒸汽發(fā)生器對給水的要求也更高，因此，核電工程 中所有與給水有關(guān)的系統(tǒng)管道均采用控Cr的優(yōu)質(zhì)碳鋼管。由于20控Cr鋼用于核電常規(guī) 島等安全級別高的地方，用于輸送高溫介質(zhì)，因此對于鋼水純凈度，鋼板低倍，低溫韌性，高 溫拉伸等性能均有嚴格的技術(shù)要求。20控Cr核電用鋼以TMCP+正火工藝生產(chǎn)。核電用鋼具有簡化工序、節(jié)約成本以 及交貨周期短等特點，有利于在建造核電項目過程中節(jié)省投資、提高作業(yè)效率、縮短建設(shè)周 期。20控Cr對低溫韌性、高溫拉伸性能等各項指標要求較高。提高20控Cr的低溫韌性、 高溫拉伸性能以及焊接性能等技術(shù)指標是重要的研究方向。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種20控Cr核電用鋼及其生產(chǎn)方法。目前20控Cr核電用鋼及其生產(chǎn)技術(shù)存在的主要問題是(1)正火狀態(tài)交貨的高溫拉伸性能的波動；(2)鋼板 低倍檢驗及夾雜物控制嚴格。(3)容易出現(xiàn)低溫沖擊功偏低的問題。為滿足各項性能要求，采用碳、硅、錳加Cr的成分設(shè)計，成分設(shè)計上通過碳、硅、錳 的添加作為主要的強化元素，Cr的添加是為了降低碳鋼在核電設(shè)備使用過程中流動加速腐 蝕的腐蝕速率；較低的P、S控制為了保證鋼板低溫韌性要求。冶煉過程中控制連鑄板坯的 中心成分偏析，夾雜等缺陷，易于獲得較高質(zhì)量的連鑄板坯，有利于保證較厚規(guī)格核電用鋼 板的心部質(zhì)量，提高產(chǎn)品合格率。本發(fā)明涉及一種20控Cr核電用鋼及其生產(chǎn)方法，其特征在于，按重量百分比的化學(xué)成分C 0. 17 0. 25%，Mn 0.4 1.0%，Si 0. 18 0. 25%，Cr 0.18 0.30%， S彡0. 005%, Alt 0. 020 0. 040%, P ^ 0. 015%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。CEQ = C+Mn/6+Cr/5 小于 0. 40 ；生產(chǎn)20控Cr核電用鋼的生產(chǎn)方法，采用板坯連鑄、加熱、控制軋制、正火工藝；工 藝步驟為(1)將按化學(xué)成分設(shè)計冶煉好的鋼水澆鑄成220 250mm厚板坯；將坯料裝入板 坯加熱爐加熱，加熱溫度1150 1250°C，加熱時間3 5h ；然后出爐進行軋制；(2)粗軋開軋溫度控制在1060 1160°C ；中間坯待溫厚度40 80mm ；精軋開軋 溫度控制在850 950°C ；終軋溫度控制在770 840°C (3)正火溫度900°C 950°C，保溫時間控制在10士5min。本發(fā)明的鋼板厚度范圍為10 40mm。本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品微觀組織為鐵素體+珠光體，產(chǎn)品 具備良好的綜合力學(xué)性能屈服強度300 350MPa，抗拉強度達450 500MPa，延伸率達 25%，高溫拉伸屈服強度210 250MPa，-30°C夏比沖擊吸收功縱向平均在100J以上、冷彎 性能良好。
具體實施例方式實施例120控Cr核電用鋼按重量百分比計的設(shè)計成分為C 0. 18%, MnO. 50%, Si 0. 19%,Cr 0. 20%,S 0. 003%,Alt 0. 035%,P 0. 008%，其余為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)。鋼 板規(guī)格為10 X 2040 X 12000mm (厚度X寬度X長度)。TMCP工藝包括加熱、粗軋、精軋、正火，具體為(1)將按化學(xué)成分設(shè)計冶煉好的鋼水澆鑄成220 250mm厚板坯；將坯料裝入板 坯加熱爐加熱，加熱溫度1180°C，加熱時間4h ；然后出爐進行軋制；(2)粗軋開軋溫度控制在1060°C ；中間坯待溫厚度40mm ；精軋開軋溫度控制在 8800C ；終軋溫度控制在820°C ；(3)正火溫度910°C，保溫時間控制在8min。生產(chǎn)的產(chǎn)品屈服強度330MPa，抗拉強度480MPa，延伸率27%，高溫拉伸屈服強度 220MPa, _30°C橫向沖擊均值在100J，冷彎性能良好。實施例220控Cr核電用鋼按重量百分比計的設(shè)計成分為C 0.21%, MnO. 55%, Si 0. 20%,Cr 0. 21%,S 0. 003%,Alt 0. 035%,P 0. 008%，其余為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)。鋼 板規(guī)格為20X2170X 12000mm(厚度X寬度X長度)TMCP工藝包括加熱、粗軋、精軋、正火，具體為(1)將按化學(xué)成分設(shè)計冶煉好的鋼水澆鑄成220mm厚板坯；將坯料裝入板坯加熱 爐加熱，加熱溫度1200°C，加熱時間4h ；然后出爐進行軋制；(2)粗軋開軋溫度控制在1070°C ；中間坯待溫厚度45mm ；精軋開軋溫度控制在880°C ；終軋溫度控制在830°C ；(3)正火溫度910°C，保溫時間控制在IOmin。
生產(chǎn)的產(chǎn)品屈服強度350MPa，抗拉強度470MPa，延伸率25%，高溫拉伸屈服強度230MPa, _30°C橫向沖擊均值在100J，冷彎性能良好。實施例320控Cr核電用鋼按重量百分比計的設(shè)計成分為C 0. 20%, MnO. 50%, Si 0. 20%,Cr 0. 25%,S 0. 003%,Alt 0. 035%,P 0. 008%，其余為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)。鋼 板規(guī)格為22. 2X2325X 12000mm(厚度X寬度X長度)TMCP工藝包括加熱、粗軋、精軋、正火，具體為(1)將按化學(xué)成分設(shè)計冶煉好的鋼水澆鑄成250mm厚板坯；將坯料裝入板坯加熱 爐加熱，加熱溫度1210°C，加熱時間4h ；然后出爐進行軋制；(2)粗軋開軋溫度控制在1100°C ；中間坯待溫厚度50mm ；精軋開軋溫度控制在 8700C ；終軋溫度控制在810°C ；(3)正火溫度910°C，保溫時間控制在IOmin。生產(chǎn)的產(chǎn)品屈服強度350MPa，抗拉強度480MPa，延伸率25%，高溫拉伸屈服強度 250MPa, _30°C橫向沖擊均值在100J，冷彎性能良好。
權(quán)利要求
20控Cr核電用鋼及其生產(chǎn)方法，其特征在于，按重量百分比的化學(xué)成分C 0.17～0.25％，Mn 0.4～1.0％，Si 0.18～0.25％，Cr 0.18～0.30％，S≤0.005％，Alt 0.020～0.040％，P≤0.015％，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
2.按照權(quán)利要求1所述的20控Cr核電用鋼及其生產(chǎn)方法，其特征在于，CEQ= C+Mn/6+Cr/5 小于 0. 40 ；
3.生產(chǎn)如權(quán)利要求1所述的20控Cr核電用鋼的生產(chǎn)方法，其特征在于，采用板坯連 鑄、加熱、控制軋制、正火工藝；工藝步驟為(1)將按化學(xué)成分設(shè)計冶煉好的鋼水澆鑄成220 250mm厚板坯；將坯料裝入板坯加 熱爐加熱，加熱溫度1150 1250°C，加熱時間3 5h ；然后出爐進行軋制；(2)粗軋開軋溫度控制在1060 1160°C；中間坯待溫厚度40 80mm ；精軋開軋溫度 控制在850 950°C ；終軋溫度控制在770 840°C ；(3)正火溫度900°C 950°C，保溫時間控制在10士5min。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種20控Cr核電用鋼及其生產(chǎn)方法，鋼的化學(xué)成分按重量百分比為C 0.17～0.25％，Mn 0.4～1.0％，Si 0.18～0.25％，Cr 0.18～0.30％，S≤0.005％，Alt 0.020～0.040％，P≤0.015％，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。將按化學(xué)成分設(shè)計冶煉好的鋼水澆鑄成220～250mm厚板坯；加熱爐加熱溫度1150～1250℃，加熱時間3～5h；然后出爐進行兩階段軋制，然后進行正火處理。生產(chǎn)的產(chǎn)品屈服強度350MPa，抗拉強度480MPa，延伸率25％，高溫拉伸屈服強度250MPa，-30℃橫向沖擊均值在100J，冷彎性能良好。本發(fā)明具有簡化工序、節(jié)約成本、良好的高溫拉伸性能，產(chǎn)品適應(yīng)在核電工程中，處于高溫紊流狀態(tài)下的核電管件用鋼。
文檔編號C21D1/28GK101845593SQ20101018348
公開日2010年9月29日 申請日期2010年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月19日
發(fā)明者丁文華, 劉印良, 姜中行, 張學(xué)峰, 李家鼎, 李少坡, 李戰(zhàn)軍, 查春和, 王文軍, 白學(xué)軍, 鄭會平, 隋鶴龍 申請人:首鋼總公司