專利名稱：核電用低合金鋼無(wú)縫鋼管及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)縫鋼管技術(shù)領(lǐng)域，更具體地講，涉及一種第三代核電用低合金鋼無(wú)縫鋼管及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
第三代核電機(jī)組的設(shè)計(jì)原則，是在采用第二代核電機(jī)組已積累的技術(shù)儲(chǔ)備和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，針對(duì)其不足之處，進(jìn)一步采用經(jīng)過(guò)開(kāi)發(fā)驗(yàn)證可行的新技術(shù)，以顯著改善其安全性和經(jīng)濟(jì)性。AP1000的堆芯熔化概率和放射性大量釋放概率比現(xiàn)有的第二代核電機(jī)組大約低2個(gè)量級(jí)，充分體現(xiàn)了第三代核電技術(shù)的優(yōu)越性，即一臺(tái)二代核電機(jī)組發(fā)生嚴(yán)重事故的風(fēng)險(xiǎn)要相當(dāng)于100多臺(tái)第三代核電機(jī)組發(fā)生嚴(yán)重事故的風(fēng)險(xiǎn)。第三代核電技術(shù)采用了很多嚴(yán)重事故預(yù)防和緩解措施，以降低堆芯熔化和大量放射性向外釋放的概率，將預(yù)防和緩 解嚴(yán)重事故作為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，將其發(fā)生的可能性降到極低，完全滿足我國(guó)現(xiàn)行核安全法規(guī)和國(guó)際安全標(biāo)準(zhǔn)的要求。因此，核電管對(duì)鋼管材料質(zhì)量要求很高，而且根據(jù)用途要求采用不同的無(wú)縫鋼管，第三代核電機(jī)組采用的低合金鋼無(wú)縫鋼管，要求其具有較高強(qiáng)度和良好韌性及良好的常溫力學(xué)性能、常溫沖擊性能和350V高溫拉伸性能。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明的目的之一在于提供一種第三代核電用低合金鋼無(wú)縫鋼管，該無(wú)縫鋼管具有良好的常溫力學(xué)性能、常溫沖擊性能和350°C高溫拉伸性能，能夠滿足第三代核電站的技術(shù)要求和使用要求。本發(fā)明的一方面提供了一種核電用低合金鋼無(wú)縫鋼管的生產(chǎn)方法，所述生產(chǎn)方法包括步驟a、冶煉管坯，所述管坯的化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為C O. 09 O. 13%, SiO. 65 O. 85%、Mn O. 35 O. 55%、Cr I. 15 I. 35%、Mo O. 48 O. 60%、Cu O O. 10%、As O 0.015%、Sn O 0.010%、Pb O 0.010%、Sb O 0.010%、Bi O 0·010%、Ρ
O O. 015%、S O O. 010%以及余量的Fe和不可避免的雜質(zhì)；b、將管坯軋制成無(wú)縫鋼管，軋制前管坯的出加熱爐的溫度為1240 1260°C ;c、對(duì)軋制后的無(wú)縫鋼管進(jìn)行熱處理，熱處理的正火溫度為930 950°C，回火溫度為670 690°C。優(yōu)選地，所述管坯的化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為C O. 12%, Si O. 75 %、MnO. 45%, Cr I. 25%, Mo O. 54%, Cu O. 08%, As O. 013%, Sn O. 006%, Pb O. 003%, SbO. 005%, Bi O. 004%, P O. 010%, S O. 005%以及余量的Fe和不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明的另一方面提供了一種核電用低合金鋼無(wú)縫鋼管，所述低合金鋼無(wú)縫鋼管的化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為C O. 09 O. 13%、Si O. 65 O. 85%、Mn O. 35 O. 55%、Cr I. 15 I. 35%、Mo O. 48 O. 60%、Cu O O. 10%、As O O. 015%、Sn O O. 010%、Pb O 0.010%、Sb O 0.010%、Bi O 0·010%、Ρ O 0.015%、S O 0.010% 以及余量的Fe和不可避免的雜質(zhì)。
優(yōu)選地，所述低合金鋼無(wú)縫鋼管的化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為C O. 12%, SiO. 75 %、Mn O. 45 %、Cr I. 25%, Mo O. 54 %、Cu O. 08%, As O. 013%, Sn O. 006%, PbO. 003%, Sb O. 005%, Bi O. 004%, P O. 010%, S O. 005% 以及余量的 Fe 和不可避免的雜質(zhì)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果包括提供了一種核電用低合金鋼無(wú)縫鋼管，該低合金鋼無(wú)縫鋼管的常溫力學(xué)性能、常溫沖擊性能和350°C高溫拉伸性能以及鋼質(zhì)純凈度，完全滿足第三代核電站機(jī)組用無(wú)縫鋼管的技術(shù)要求。具體來(lái)講，所述低合金鋼無(wú)縫鋼管在常溫下的屈服強(qiáng)度不小于340MPa、抗拉強(qiáng)度不小于485MPa、延伸率不小于35%、20°C的沖擊功不小于230J，并且其在350°C下的屈服強(qiáng)度不小于250MPa、抗拉強(qiáng)度不小于485MPa、延伸率不小于24%。
具體實(shí)施方式
在下文中，將結(jié)合示例性實(shí)施例來(lái)詳細(xì)描述本發(fā)明的核電用低合金鋼無(wú)縫鋼管及其生產(chǎn)方法。根據(jù)本發(fā)明一方面的核電用低合金鋼無(wú)縫鋼管的生產(chǎn)方法包括步驟a、冶煉管坯，所述管坯的化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為c O. 09 O. 13%、Si O. 65 0.85%、MnO. 35 O. 55%,Cr I. 15 I. 35%,Mo O. 48 O. 60%,Cu O O. 10%,As O O. 015%,Sn. O O. 010%, Pb O O. 010%, Sb O O. 010%, Bi O O. 010%, P O O. 015%, S
O O. 010%以及余量的Fe和不可避免的雜質(zhì)；b、將管坯軋制成無(wú)縫鋼管，軋制時(shí)管坯的出爐溫度為1240 1260°C ;c、對(duì)軋制后的鋼管進(jìn)行熱處理，熱處理的正火溫度為930 9500C，回火溫度為670 690°C。優(yōu)選地，所述管坯的化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為C O. 12%, Si O. 75 %、MnO. 45%, Cr I. 25%, Mo O. 54%, Cu O. 08%, As O. 013%, Sn O. 006%, Pb O. 003%, SbO. 005%, Bi O. 004%, P O. 010%, S O. 005%以及余量的Fe和不可避免的雜質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明另一方面的核電用低合金鋼無(wú)縫鋼管的化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為C O. 09 O. 13%, Si O. 65 O. 85%,Mn O. 35 O. 55%, Cr I. 15 I. 35%,Mo O. 48 O. 60 %、Cu O O. 10%、As O O. 015%、Sn O O. 010%、Pb O O. 010%、Sb O O. 010%,Bi O 0·010%、Ρ O 0.015%、S O O. 010%以及余量的Fe和不可避免的雜質(zhì)。進(jìn)一步的，為了使鋼管純凈度更高，滿足鋼管使用的常溫沖擊性能和350°C高溫拉伸性能，優(yōu)選地，所述低合金鋼無(wú)縫鋼管的化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為c O. 12%,Si O. 75%, Mn O. 45%, Cr I. 25%, Mo O. 54%, Cu O. 08%, As O. 013%, Sn O. 008%, PbO. 003%, Sb O. 005%, Bi O. 004%, P O. 010%, S O. 005% 以及余量的 Fe 和不可避免的雜質(zhì)。如果C、Cr高于化學(xué)成分規(guī)定的上限無(wú)縫鋼管的常溫沖擊韌性低、延伸率低，低于化學(xué)成分規(guī)定的下限，無(wú)縫鋼管的抗張強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度低；有害元素As、Sn、Pb、Sb、Bi在制管過(guò)程容易在晶界析出，使晶界開(kāi)裂形成微細(xì)裂紋，影響鋼管內(nèi)在質(zhì)量，同時(shí)As含量高在核電站運(yùn)行過(guò)程中因其衰減對(duì)人體有害；P、S高降低鋼質(zhì)純凈度、降低沖擊韌性，影響核電站的使用安全。因此選擇的化學(xué)成分范圍，既保證第三代核電站用低合金鋼無(wú)縫鋼管的產(chǎn)品性能，又保證產(chǎn)品的使用性能，給核電站的安全運(yùn)行提供良好保障。本發(fā)明的正火溫度在930 950°C,有利于合金兀素固溶和擴(kuò)散、均勻地分布在奧氏體內(nèi)，以彌散均勻的碳化物析出，達(dá)到強(qiáng)韌化效果，保證拉伸強(qiáng)度和良好的沖擊韌性。如果正火溫度過(guò)低，不利于充分奧氏體化和合金元素?cái)U(kuò)散均勻，影響正火效果；溫度過(guò)高，易發(fā)生過(guò)熱、晶粒粗大的問(wèn)題，對(duì)鋼管性能產(chǎn)生不良影響。正火處理后宜采用高溫回火，得到鐵素體、珠光體和回火貝氏體，滿足較高的強(qiáng)度和良好的塑韌性能要求。本發(fā)明化學(xué)成分范圍的AC1約為731 °C，回火溫度過(guò)高，將出現(xiàn)加熱溫度超過(guò)AC1相變點(diǎn)發(fā)生“過(guò)溫回火”問(wèn)題；溫度過(guò)低，則達(dá)不到高溫回火的工藝要求，不能滿足產(chǎn)品的組織和性能要求。在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，核電用低合金鋼無(wú)縫鋼管的生產(chǎn)方法也可以通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)a、冶煉管還冶煉管還,管還的化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為C O. 09 O. 13%>Si O. 65 O. 85%、Mn O. 35 O. 55%、Cr I. 15 I. 35%、Mo0. 48 O. 60%、Cu O O. 10%、As O 0.015%、Sn O 0.010%、Pb O 0.010%、Sb O 0.010%、Bi O 0·010%、ΡO(jiān) O. 015%、S O O. 010%、余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)；b、鋼管軋制將管坯軋制成無(wú)縫鋼管，軋制時(shí)管坯的出爐溫度1240 1260°C ；C、鋼管熱處理軋制后的鋼管進(jìn)行熱處理，熱處理正火溫度為940±10°C，回火溫度為680±10°C，保證產(chǎn)品的力學(xué)性能。生產(chǎn)上述無(wú)縫鋼管的其余步驟與常規(guī)無(wú)縫鋼管的生產(chǎn)方法相同。下面將結(jié)合具體示例來(lái)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行示例性說(shuō)明。I、冶煉管坯通過(guò)冶煉和連鑄，得到示例I至3的管坯。示例I至3的管坯的化學(xué)成分如表I所示。表I示例I至3的管坯的化學(xué)成分(wt% )
權(quán)利要求
1.一種核電用低合金鋼無(wú)縫鋼管的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述生產(chǎn)方法包括步驟 a、冶煉管坯，所述管坯的化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為CO. 09 O. 13%, Si O. 65 O. 85%, Mn O. 35 O. 55%、Cr I. 15 I. 35%、Mo O. 48 O. 60%、Cu O O. 10%、AsO 0.015%、Sn O 0.010%、Pb O 0.010%、Sb O 0.010%、Bi O 0·010%、Ρ O O. 015%, S O O. 010%以及余量的Fe和不可避免的雜質(zhì)； b、將管坯軋制成無(wú)縫鋼管，軋制前管坯的出加熱爐的溫度為1240 1260°C； C、對(duì)軋制后的無(wú)縫鋼管進(jìn)行熱處理，熱處理的正火溫度為930 950°C，回火溫度為670 690O。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的核電用低合金鋼無(wú)縫鋼管的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述管坯的化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為C O. 12%, Si O. 75 %、Mn O. 45 %、Cr I. 25%, MoO. 54%, Cu O. 08%, As O. 013%, Sn O. 006%, Pb O. 003%, Sb O. 005%, Bi O. 004%, P0.010%, S O. 005%以及余量的Fe和不可避免的雜質(zhì)。
3.一種核電用低合金鋼無(wú)縫鋼管，其特征在于，所述低合金鋼無(wú)縫鋼管的化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為C O. 09 O. 13%、Si O. 65 O. 85%、Mn O. 35 O. 55%、Cr I. 15 1.35%, Mo O. 48 O. 60%、Cu O O. 10%、As O O. 015%、SnO O. 010%、Pb O O. 010%, Sb O 0.010%、Bi O 0·010%、Ρ O O. 015%、SO O. 010% 以及余量的 Fe和不可避免的雜質(zhì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的核電用低合金鋼無(wú)縫鋼管，其特征在于，所述低合金鋼無(wú)縫鋼管的化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為C O. 12%, Si O. 75%, MnO. 45%, Cr I. 25%, MoO. 54%, Cu O. 08%, As O. 013%, Sn O. 006%, Pb O. 003%, Sb O. 005%, Bi O. 004%, PO.010%, S O. 005%以及余量的Fe和不可避免的雜質(zhì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的核電用低合金鋼無(wú)縫鋼管，其特征在于，所述低合金鋼無(wú)縫鋼管在常溫下的屈服強(qiáng)度不小于340MPa、抗拉強(qiáng)度不小于485MPa、延伸率不小于35%、20°C的沖擊功不小于230J，并且其在350°C下的屈服強(qiáng)度不小于250MPa、抗拉強(qiáng)度不小于485MPa、延伸率不小于24%。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種第三代核電用低合金鋼無(wú)縫鋼管及其生產(chǎn)方法。所述方法包括a、冶煉管坯，管坯的化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為C0.09～0.13％、Si0.65～0.85％、Mn 0.35～0.55％、Cr1.15～1.35％、Mo0.48～0.60％、Cu0～0.10％、As0～0.015％、Sn0～0.010％、Pb0～0.010％、Sb0～0.010％、Bi0～0.010％、P0～0.015％、S0～0.010％及余量Fe和不可避免的雜質(zhì)；b、將管坯軋制成無(wú)縫鋼管，軋制前管坯的出加熱爐溫度為1240～1260℃；c、熱處理，正火溫度為930～950℃，回火溫度為670～690℃。本發(fā)明的低合金鋼無(wú)縫鋼管的常溫力學(xué)性能、常溫沖擊性能和350℃高溫拉伸性能以及鋼質(zhì)純凈度，完全滿足第三代核電站機(jī)組用無(wú)縫鋼管的技術(shù)要求。
文檔編號(hào)C22C38/60GK102864396SQ201210359268
公開(kāi)日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月25日
發(fā)明者胡茂會(huì), 郭元蓉, 胡鉑, 楊文明 申請(qǐng)人:攀鋼集團(tuán)成都鋼釩有限公司