一種節(jié)Ni型低溫鋼板及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種節(jié)Ni型低溫鋼板及其制備方法，該鋼板的化學(xué)成分按重量百分比為：C：0.03～0.08%、Si：0.05~0.20%、Mn：0.85～1.75%、Ni：0.85～1.25%、Mo：≤0.20%、Al：0.015～0.06%、P：≤0.010%、S：≤0.002%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。制備方法：加熱溫度為1100-1200℃，時間大于1小時，加熱后進行軋制；粗軋軋制2-5道次，精軋軋制3-7道次，終軋溫度為780～860℃，軋后水冷至室溫；淬火和回火熱處理，其中淬火加熱溫度為750～850℃，保溫時間為0.5～3小時，隨后進行淬火熱處理；回火溫度為600～700℃，保溫時間為0.5～5小時，回火后空冷到室溫，得到節(jié)Ni型低溫鋼板。本發(fā)明鋼板性能優(yōu)良，具有優(yōu)異的低溫韌性。
【專利說明】一種節(jié)Ni型低溫鋼板及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于合金鋼【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種節(jié)Ni型低溫鋼板及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在今天社會經(jīng)濟高速發(fā)展的情況下，國內(nèi)石油、化工等能源行業(yè)發(fā)展迅速，用來生產(chǎn)、存儲及運輸液化石油氣、液氨、液氧、液氮設(shè)備需求與日俱增。根據(jù)我國的“十二五”規(guī)劃，繼續(xù)優(yōu)化石化能源的發(fā)展，加快油氣資源的開發(fā)。這將給低溫環(huán)境服役條件下能源生產(chǎn)及存儲設(shè)備制造行業(yè)提供廣闊的市場及發(fā)展機遇，同時也極大的促進了低溫用鋼的發(fā)展。
[0003]用于生產(chǎn)、存儲及運輸設(shè)備用低溫鋼，應(yīng)具有優(yōu)異的低溫韌性。目前，提高低溫鋼低溫韌性的主要技術(shù)手段是在鋼中加入含量較高的Ni，以獲得較低的韌脆轉(zhuǎn)變溫度，從而提高鋼的低溫韌性。隨著全球范圍內(nèi)能源及資源需求的日益增長，實現(xiàn)鋼材的減量化及低成本成為鋼鐵行業(yè)的一個重要發(fā)展方向。Ni的合金化成本占Ni系低溫鋼成本的比重很大，因此，降低Ni系低溫鋼成本成為一個重要的課題。通過合理的工藝設(shè)計，實現(xiàn)節(jié)Ni型低溫鋼的開發(fā)具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種節(jié)Ni型低溫鋼板及其制備方法，該方法采用合理的合金元素成分設(shè)計，通過優(yōu)化的淬火和回火熱處理工藝，獲得具有-101°c低溫沖擊性能優(yōu)異的低溫鋼 。
[0005]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:
一種節(jié)Ni型低溫鋼板，其特征在于:該節(jié)Ni型低溫鋼板中各成分按重量百分?jǐn)?shù)為:C:0.03 ~0.8%、S1:0.05、.20%、Mn:0.85 ~1.75%、N1:0.85 ~1.25%、Mo 0.20%、Al:
0.015~0.030%、P S 0.008%、S:≤0.002%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0006]本發(fā)明的節(jié)Ni型低溫鋼板中，可以含有以下一種或兩種合金元素:Nb:0~
0.05%、V:0~0.05%，鋼中合金元素的總量不大于3%。
[0007]一種節(jié)Ni型低溫鋼板的制造方法，其特征在于該方法包括以下步驟:
1)加熱:將坯料裝入加熱爐中加熱，加熱溫度為1100-1200°C，時間大于I小時，加熱后進行軋制；
2)軋制:粗軋軋制2-5道次，精軋軋制3-7道次，終軋溫度為780~860°C，軋后水冷至
室溫；
3)熱處理:淬火和回火熱處理，其中淬火加熱溫度為750~850°C，保溫時間為0.5~3小時，隨后進行淬火熱處理；回火溫度為600~700°C，保溫時間為0.5~5小時，回火后空冷到室溫，得到節(jié)Ni型低溫鋼板。
[0008]本發(fā)明各元素的作用及配比依據(jù)如下:
碳:碳在鋼中能形成彌散析出的合金碳化物使鋼得到強化，但碳含量的升高會急劇減低鋼的低溫韌性，使鋼的韌脆轉(zhuǎn)變溫度升高。本發(fā)明鋼的碳含量范圍為0.03~0.08%。[0009]硅:鋼中脫氧元素之一，同時硅是非碳化物形成元素，以固溶體的形態(tài)存于鐵素體或奧氏體中，具有較強的固溶強化作用，能提高鋼的強度和硬度。但過量的硅將一定程度上降低鋼的韌性及塑性。綜合上述考慮，本發(fā)明鋼的硅含量范圍為0.05~0.20%。
[0010]錳:錳可顯著提高鋼的淬透性，還能有效的抑制回火時碳化物從馬氏體中析出和偏聚，同時具有一定的固溶強化作用。本發(fā)明錳含量范圍為0.85~1.75%。
[0011]鎳:鎳具有降低鋼韌脆轉(zhuǎn)變溫度的作用。鎳能提高碳的活度，增強碳原子在位錯周圍的偏聚與沉淀，從而阻礙位錯的移動而使鋼得到強化，但其價格較為昂貴，應(yīng)控制在
0.90~l.20%O
[0012]鑰:鑰能顯著提高鋼的淬透性，抑制鋼中由于鎳配合使用時的回火脆性，使鋼在回火時析出的碳化物更細小、均勻、穩(wěn)定，并使馬氏體的細小晶粒及高密度位錯保留至較高溫度；另外，鑰能提高鋼的耐延遲斷裂性能。本發(fā)明鋼鑰含量應(yīng)控制在0-0.20%以內(nèi)。
[0013]鈮:鈮具有細化組織的作用。固溶Nb與形變誘導(dǎo)析出Nb(C，N)能強烈抑制高溫下奧氏體的再結(jié)晶，從而在未再結(jié)晶的奧氏體中獲得更多變形帶，提高后續(xù)相變形核率，細化相變后的組織；另外，奧氏體中的固溶鈮能有效的提高鋼的淬透性。本發(fā)明鋼鈮含量在
0.05%以內(nèi)。
[0014]釩:釩具有顯著沉淀強化效果。細小彌散的VC粒子能從馬氏體或鐵素體基體中沉淀析出，從而使鋼得到明顯的強化，但過高的釩含量，沉淀強化效果提高不明顯，而且成本較高。本發(fā)明鋼釩含量控制在0.05%以內(nèi)。
[0015]鋁:鋁是強脫氧元素，還可與N結(jié)合形成A1N，一定程度上能夠起到細化晶粒作用。本發(fā)明鋼的鋁含量范圍為0.015~0.06%。
[0016]磷和硫:鋼中雜質(zhì)元素，容易惡化鋼的性能，尤其是惡化鋼的韌性，其含量應(yīng)分別控制在0.010%和0.002%以內(nèi)。
[0017]本發(fā)明采用轉(zhuǎn)爐或電爐冶煉，采用連鑄或模鑄生產(chǎn)軋制用坯料。
[0018]本發(fā)明的優(yōu)點在于:
采用合理合金成分設(shè)計，通過優(yōu)化的熱處理工藝制度，降低韌脆轉(zhuǎn)變溫度，改善鋼的低溫韌性。本發(fā)明鋼板性能優(yōu)良，抗拉強度為49(T640MPa，延伸率≥22%，-101°C低溫沖擊^ 80J，具有優(yōu)異的低溫韌性。與傳統(tǒng)3.5Ν?低溫鋼相比，本發(fā)明鋼不僅具有優(yōu)異的低溫韌性，而且大幅降低鋼中Ni的含量在1.5% Ni以上，具有明顯的成本優(yōu)勢。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明鋼的實施例1組織照片，組織以板條貝氏體為主。
[0020]圖2為本發(fā)明鋼的實施例3組織照片，組織以板條貝氏體為主。
【具體實施方式】
[0021]一種節(jié)Ni型低溫鋼板及其制備方法，采用合理的成分設(shè)計和優(yōu)化的熱處理工藝，保證鋼板組織及性能均勻，獲得了 -101°C低溫性能優(yōu)異的鋼板。本發(fā)明中各實施例的成分見表1所示。
[0022]表1本發(fā)明鋼化學(xué)成分(wt.%)
【權(quán)利要求】
1.一種節(jié)Ni型低溫鋼板，其特征在于:該節(jié)Ni型低溫鋼板中各成分按重量百分?jǐn)?shù)為:C:0.03 ~0.8%、S1:0.05、.20%、Mn:0.85 ~1.75%、N1:0.85 ~1.25%、Mo ≤0.20%、Al:0.015~0.030%、P ≤ 0.008%、S:≤0.002%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)Ni型低溫鋼板，其特征在于:該節(jié)Ni型低溫鋼板中含有以下一種或兩種合金元素=Nb:0~0.05%、V:0~0.05%，鋼中合金元素的總量不大于3%。
3.—種權(quán)利要求1所述的節(jié)Ni型低溫鋼板的制造方法，其特征在于該方法包括以下步驟: 1)加熱:將坯料裝入加熱爐中加熱，加熱溫度為1100-1200°C，時間大于I小時，加熱后進行軋制； 2)軋制:粗軋軋制2-5道次，精軋軋制3-7道次，終軋溫度為780~860°C，軋后水冷至室溫； 3)熱處理:淬火和回火熱處理，其中淬火加熱溫度為750~850°C，保溫時間為0.5~3小時，隨后進行淬火熱處理；回火溫度為600~700°C，保溫時間為0.5~5小時，回火后空冷到室溫，得到節(jié)Ni型低溫鋼板。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的節(jié)Ni型低溫鋼板的制造方法，其特征在于:采用轉(zhuǎn)爐或電爐冶煉，采用連鑄或模鑄生產(chǎn)軋制用坯料。
【文檔編號】C21D8/02GK103882294SQ201410076238
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年3月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月4日
【發(fā)明者】李恒坤, 孫新軍, 崔強, 吳年春, 尹雨群, 江陸 申請人:南京鋼鐵股份有限公司