一種大厚度臨氫14Cr1MoR鋼板及其生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種大厚度臨氫14Cr1MoR鋼板及其生產(chǎn)方法，由以下元素組成：C0.10-0.17%，Si≤0.55%，Mn0.40-0.65%，P≤0.008%，S≤0.003，Ni≤0.20、Cr1.20-1.50%、Cu≤0.10%、Mo0.45-0.65、Al0.025-0.050%，As≤0.016%、Sn≤0.005%、Sb≤0.003%，O≤0.003，N≤0.008，H≤0.0002其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。該生產(chǎn)方法包括以下步驟：冶煉；澆鑄；加熱；軋制；水冷；緩冷；熱處理。本發(fā)明鋼板采用二階段控軋工藝即II型控軋工藝，解決了軋機(jī)軋制壓力不足而造成的晶粒粗大不均、沖擊韌性減低問(wèn)題；本發(fā)明鋼板的軋制工藝簡(jiǎn)單，易于操作，適合于有?；癄t、外機(jī)爐、車底爐的普通鋼鐵廠生產(chǎn)。
【專利說(shuō)明】—種大厚度臨氫14Cr1MoR鋼板及其生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種特厚鋼板，具體涉及能夠滿足臨氫設(shè)備用的HCrlMoR厚鋼板(100 - 150mm)及其生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]HCrlMoR廣泛應(yīng)用于石油、化工、電站、鍋爐等行業(yè)，用于制作反應(yīng)器、換熱器、油氣罐、液化汽罐、核能反應(yīng)堆壓力殼等設(shè)備及構(gòu)件。
[0003]常規(guī)HCrlMoR —般不要求臨氫性能，且對(duì)P、Sn、As、Sn等元素要求較低。隨著設(shè)備大型化發(fā)展，對(duì)鋼板單重和厚度提出更高的要求，此外，由于厚鋼板的熱處理的工藝難度較大，已商品化的HCrlMoR抗氫鋼板存在規(guī)格范圍窄，最新國(guó)標(biāo)規(guī)定厚度的極限為150mm，當(dāng)前國(guó)內(nèi)的生產(chǎn)技術(shù)裝備和工藝技術(shù)水平，厚度超過(guò)1OOmm很難保證鋼板性能，無(wú)法滿足日益增長(zhǎng)的厚板市場(chǎng)需求，主要依賴進(jìn)口產(chǎn)品。
[0004]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種大厚度臨氫HCrlMoR鋼板及其生產(chǎn)方法，在不降低普通Cr - Mo抗氫鋼板力學(xué)性能的基礎(chǔ)上，使之既蛻變具有良好的抗氫蝕能力，又備良好的低溫韌性和焊接性能鋼板。
[0006]以上目的可通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種大厚度臨氫HCrlMoR鋼板，其特征在于以質(zhì)量百分比計(jì)，鋼板由以下化學(xué)成分組成:C0.10-0.17%, Si ≤ 0.55%，Mn0.40-0.65%，P ≤0.008%, S ≤ 0.003%, Ni ≤ 0.20%、Crl.20-1.50%、Cu ≤0.10%、Mo0.45-0.65%、A10.025-0.050%, As ≤0.016%、Sn ≤0.005%、Sb ≤0.005%, O ≤ 0.003%, N≤ 0.008%,H≤0.0002%其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0007]上述化學(xué)元素的作用分析如下:C:是鋼中最基礎(chǔ)的強(qiáng)化元素，提高強(qiáng)度，但C影響鋼的焊接性能和影響韌性；Si:在煉鋼過(guò)程中作為還原劑和脫氧劑，對(duì)提高鋼板的強(qiáng)度和耐磨性有利；Mn:是固溶強(qiáng)化元素，對(duì)提高鋼板的強(qiáng)度和韌性均有利；P:對(duì)焊接不利，且具有一定的冷脆性，在本鋼種中屬于有害元素，應(yīng)控制的盡量低；S:易形成MnS類夾雜物，具有一定的熱脆性，在本鋼種中屬于有害元素，應(yīng)控制的盡量低；Ni:適量的加入可以有效提高鋼板的低溫沖擊韌性和降低冷脆轉(zhuǎn)變溫度，增加鋼的耐大氣腐蝕性能;Ai:在煉鋼中用作脫氧定氮?jiǎng)?，可以起到?xì)化晶粒強(qiáng)化作用；Cu對(duì)鋼板的耐腐蝕性、耐候性有一定的貢獻(xiàn)，但還會(huì)引起鋼的藍(lán)脆現(xiàn)象，此處即作為雜質(zhì)元素進(jìn)行上限限制，防止藍(lán)脆現(xiàn)象的產(chǎn)生；Cr可使C曲線右移，提高鋼板的淬透性，并且通過(guò)固溶提高鋼板強(qiáng)度；Mo主要起提高淬透性以及抗回火穩(wěn)定性的作用；雜質(zhì)元素P、S、O、N、H、As、Sn、Sb等含量均有上限要求下限不做限制，在工藝設(shè)備能力下盡可能降低，以達(dá)到鋼質(zhì)純凈、力學(xué)性能均勻目的。
[0008]所述大厚度鋼板厚度為100 — 150mm。
[0009]一種大厚度臨氫HCrlMoR鋼板的生產(chǎn)方法，其特征在于該生產(chǎn)方法包括以下步驟:
冶煉工藝:鋼水先經(jīng)轉(zhuǎn)爐冶煉，確保出鋼碳≥0.05%，出鋼P(yáng) ( 0.015%，送入LF精煉爐，大包溫度> 1600°C，采取大渣量進(jìn)行造渣，確保白渣保持時(shí)間控制在15min，以上VD爐真空處理，在所述真空精煉中，在< 67Pa下的保壓時(shí)間按≥20min進(jìn)行控制，按照2.7~3.0米/噸鋼一次性喂入Si — Ca線；
澆鑄工藝:軟吹氬時(shí)間須保證> 5min ;吹氬至溫度符合澆注溫度要求后，關(guān)閉氬氣鎮(zhèn)靜5min后開澆澆鑄溫度按照Tl+(35-45°C )控制(Tl為液相線溫度)進(jìn)行控制；
加熱工藝:鋼錠進(jìn)行溫送、溫清、溫裝，燜鋼I小時(shí)；為保證合金元素充分固溶，奧氏體晶粒細(xì)小，采用低速燒鋼，均熱坑的保溫溫度控制在1220°C~1300°C ；
軋制工藝:采用二階段方式軋制，開軋溫度1000°C~1150°C ;—階段終軋溫度在>950°C，單道次壓下量40mm~70mm，累計(jì)壓下率≥70%，二階段開軋溫度在< 900°C，晾鋼厚度為成品厚度+ (60~80) mm，二階段采取小壓下軋制，精軋累計(jì)壓下率> 45%，終軋溫度(820 0C ；
水冷工藝:在所述控冷中，返紅溫度< 700°C，分多次冷卻，冷速控制在I~8°C /s，返紅溫度控制在660 - 700 0C ；
緩冷:在所述緩冷中，鋼板入緩冷坑溫度> 4500C ;堆冷時(shí)間> 36小時(shí)；
熱處理工藝:鋼板進(jìn)行修磨、探傷后，進(jìn)行正火+回火處理，正火溫度920±10°C，加熱時(shí)間2min/cm,冷卻方式氣霧冷卻，回火溫度為690± 10°C,總加熱時(shí)間2.2min/cm,回火后自然冷卻。
[0010]本發(fā)明通過(guò)Cr-M0為基本的合金元素對(duì)鋼板化學(xué)成分設(shè)計(jì)，通過(guò)轉(zhuǎn)爐煉鋼一 LF爐精煉一 VD爐真空脫氣一軋制一探傷一正火一回火一鋼板精整一性能檢驗(yàn)工藝路線，制定合適的內(nèi)控成分，嚴(yán)格控制化學(xué)成分波動(dòng)范圍，確保鋼板性能的穩(wěn)定，采用LF+VD工藝來(lái)保證鋼質(zhì)的潔凈度，加強(qiáng)配料控制及冶煉操作，有效控制Sn、Sb、As、O、N、H等有害元素含量，減少回火脆化傾向，提高鋼的高溫耐蝕性能。
[0011]本發(fā)明鋼板采用二階段控軋工藝即II型控軋工藝，解決了軋機(jī)軋制壓力不足而造成的晶粒粗大不均、沖擊韌性減低問(wèn)題；本發(fā)明鋼板的軋制工藝簡(jiǎn)單，易于操作，適合于有?；癄t、外機(jī)爐、車底爐的普通鋼鐵廠生產(chǎn)。
[0012]經(jīng)檢測(cè)本發(fā)明的鋼板經(jīng)模擬焊后熱處理后的力學(xué)性能達(dá)到下列要求:Rp0.2 >310MPa, Rm520-670MPa, A ≥ 22%, -30°C AKV
^ 80J, P+Sn ( 0.015%，具有良好的抗氫腐蝕和抗脆化性能。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0014]圖1是本發(fā)明工藝流程圖。
[0015]圖2是本發(fā)明實(shí)施例1熱處理后的鋼板四分之一處組織金相組織圖(500X)。
[0016]圖3是本發(fā)明實(shí)施例2熱處理后的鋼板四分之一處組織金相組織圖(500X)。
【具體實(shí)施方式】
[0017]本發(fā)明所述IOOmm~150mm大厚度臨氫HCrlMoR鋼板，以質(zhì)量百分比計(jì),鋼板由以下化學(xué)成分組成:c C0.10-0.17%, Si ≤ 0.55%, Mn0.40-0.65%, P ≤ 0.008%, S ≤ 0.003%,Ni ≤ 0.20%、Crl.20-1.50%、Cu ≤ 0.10%、Mo0.45-0.65%、A10.025-0.050%, As ≤ 0.016%、Sn≤ 0.005%、Sb ≤ 0.005%, O ≤ 0.003%, N ≤ 0.008%, H ≤ 0.0002% 其余為 Fe 和不可避免
的雜質(zhì)。
[0018]本發(fā)明采取的生產(chǎn)方法包括:轉(zhuǎn)爐冶煉、LF精煉、真空精煉、澆注、鋼錠加熱、軋制、控冷、緩冷、熱處理。
[0019]一種大厚度臨氫HCrlMoR鋼板的生產(chǎn)方法，該生產(chǎn)方法包括以下步驟:
冶煉工藝:鋼水先經(jīng)轉(zhuǎn)爐冶煉，確保出鋼碳≥0.05%，出鋼P(yáng) ≤ 0.015%，送入LF精煉爐，大包溫度> 1600°C，采取大渣量進(jìn)行造渣，確保白渣保持時(shí)間控制在15min，以上VD爐真空處理，在所述真空精煉中，在< 67Pa下的保壓時(shí)間按≥20min進(jìn)行控制，按照2.7~3.0米/噸鋼一次性喂入Si — Ca線；
澆鑄工藝:軟吹氬時(shí)間須保證> 5min ;吹氬至溫度符合澆注溫度要求后，關(guān)閉氬氣鎮(zhèn)靜5min后開澆澆鑄溫度按照Tl+(35-45°C )控制(Tl為液相線溫度)進(jìn)行控制；
加熱工藝:鋼錠進(jìn)行溫送、溫清、溫裝，燜鋼I小時(shí)；為保證合金元素充分固溶，奧氏體晶粒細(xì)小，采用低速燒鋼，均熱坑的保溫溫度控制在1220°C~1300°C ；
軋制工藝:采用二階段方式軋制，開軋溫度1000°C~1150°C ;—階段終軋溫度在>950°C，單道次壓下量40mm~70mm，累計(jì)壓下率≥70%，二階段開軋溫度在< 900°C，晾鋼厚度為成品厚度+ (60~80) mm，二階段采取小壓下軋制，精軋累計(jì)壓下率> 45%，終軋溫度(820 0C ；
水冷工藝:在所述控冷中，返紅溫度< 700°C，分多次冷卻，冷速控制在I~8°C /s，返紅溫度控制在660 - 700 0C ；
緩冷:在所述緩冷中，鋼板入緩冷坑溫度> 4500C ;堆冷時(shí)間> 36小時(shí)；
熱處理工藝:鋼板進(jìn)行修磨、探傷后，進(jìn)行正火+回火處理，正火溫度920±10°C，加熱時(shí)間2min/cm,冷卻方式氣霧冷卻，回火溫度為690± 10°C,總加熱時(shí)間2.2min/cm,回火后自然冷卻。
[0020]實(shí)施例1:
本發(fā)明所述IOOmm大厚度臨氫HCrlMoR鋼板，以質(zhì)量百分比計(jì)，鋼板由以下化學(xué)成分組成:C 0.15%, Si 0.52%, Mn0.55%, P 0.008%, S 0.003%, Ni 0.15%、Cr 1.20%、Cu 0.045%、Mo0.55%,Al 0.020%,As 0.0015%,Sn 0.005%,Sb 0.004%,O 0.003%,N 0.007%, H 0.00015%其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0021]實(shí)施例2:
本發(fā)明所述150mm大厚度臨氫HCrlMoR鋼板，以質(zhì)量百分比計(jì)，鋼板由以下化學(xué)成分組成:C 0.15%, Si 0.50%, Mn0.52%, P 0.007%, S 0.003%, Ni 0.14%、Cr 1.23%、Cu 0.042%、Mo0.56%,Al 0.030%,As 0.0014%,Sn 0.004%,Sb 0.005%,O 0.003%,N 0.008%,H 0.00017%
其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0022]依據(jù)本發(fā)明所述技術(shù)方案生產(chǎn)大厚度HCrlMoR鋼板，對(duì)其中部分批次進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試，其結(jié)果如表1所示。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明的大厚度臨氫HCrlMoR鋼板具有很好的綜合力學(xué)性能，強(qiáng)度高、韌性好，抗疲勞性能優(yōu)異，完全能夠滿足臨氫設(shè)備用鋼的要求，適合大批量生產(chǎn)。
【權(quán)利要求】
1.一種大厚度臨氫HCrlMoR鋼板，其特征在于所述大厚度臨氫HCrlMoR鋼板含有如下質(zhì)量百分比的化學(xué)成分:C0.10-0.17%, Si ≤ 0.55%, Mn0.40-0.65%, P ≤ 0.008%,S ≤ 0.003，Ni ≤ 0.20、Crl.20-1.50%、Cu ≤ 0.10%、Mo0.45-0.65、A10.025-0.050%,As ≤ 0.016%、Sn ≤ 0.005%、Sb ≤ 0.003%, O ≤ 0.003，N ≤ 0.008，H ≤ 0.0002，其余為 Fe和不可避免的雜質(zhì)。
2.一種如權(quán)利要求1所述的大厚度臨氫HCrlMoR鋼板的生產(chǎn)方法，其特征在于該生產(chǎn)方法包括以下步驟: 冶煉工藝:鋼水先經(jīng)轉(zhuǎn)爐冶煉，確保出鋼碳≤0.05%，出鋼P(yáng) ≤ 0.015%，送入LF精煉爐，大包溫度> 1600°C，采取大渣量進(jìn)行造渣，確保白渣保持時(shí)間控制在15min，以上VD爐真空處理，在所述真空精煉中，在< 67Pa下的保壓時(shí)間按≤20min進(jìn)行控制，按照2.7~3.0米/噸鋼一次性喂入Si — Ca線； 澆鑄工藝:軟吹氬時(shí)間須保證> 5min ;吹氬至溫度符合澆注溫度要求后，關(guān)閉氬氣鎮(zhèn)靜5min后開澆澆鑄溫度按照Tl+≤35-45°C )進(jìn)行控制； 加熱工藝:鋼錠進(jìn)行溫送、溫清、溫裝，燜鋼I小時(shí)；為保證合金元素充分固溶，奧氏體晶粒細(xì)小，采用低速燒鋼，均熱坑的保溫溫度控制在1220°C~1300°C ； 軋制工藝:采用二階段方式軋制，開軋溫度1000°C~1150°C ;—階段終軋溫度在>950°C，單道次壓下量40mm~70mm，累計(jì)壓下率≤70%，二階段開軋溫度在< 900°C，晾鋼厚度為成品厚度+ ≤60~80) mm，二階段采取小壓下軋制，精軋累計(jì)壓下率> 45%，終軋溫度≤820 0C ； 水冷工藝:在所述控冷中，返紅溫度< 700°C，分多次冷卻，冷速控制在I~8°C /s，返紅溫度控制在660 - 700 0C ； 緩冷:在所述緩冷中，鋼板入緩冷坑溫度> 4500C ;堆冷時(shí)間> 36小時(shí)； 熱處理工藝:鋼板進(jìn)行修磨、探傷后，進(jìn)行正火+回火處理，正火溫度920±10°C，加熱時(shí)間2min/cm,冷卻方式氣霧冷卻，回火溫度為690± 10°C,總加熱時(shí)間2.2min/cm,回火后自然冷卻。
【文檔編號(hào)】C21D8/02GK103710628SQ201310739410
【公開日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月30日
【發(fā)明者】朱書成, 許少普, 龐百鳴, 劉慶波, 李忠波, 康文舉, 雷文慧 申請(qǐng)人:南陽(yáng)漢冶特鋼有限公司