本發(fā)明屬于冶金
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種正火型壓力容器用高強度低合金鋼板及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
：隨著焊接壓力容器及管道部件的大型化，石油煤化工等行業(yè)對設(shè)備的抗惡劣、極端環(huán)境的要求也越來越高。為滿足上述裝備制造行業(yè)對于高性能鋼板的需求，需要開發(fā)出更高強度和韌性的低合金鋼板，以滿足其在惡劣條件下工作的需求。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明目的是提供一種正火型壓力容器用高強度低合金鋼板；本發(fā)明還提供一種正火型壓力容器用高強度低合金鋼板的生產(chǎn)方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：一種正火型壓力容器用高強度低合金鋼板，所述鋼板化學(xué)成分組成及質(zhì)量百分含量如下：c≤0.24%，si：0.15～0.55%，mn：1.07～1.62%，p≤0.025%，s≤0.025%，v：0.03～0.12%，nb≤0.05%，n≤0.03%，余量為fe和不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明優(yōu)選的鋼板化學(xué)成分組成及質(zhì)量百分含量為：c：0.15～0.18%，si：0.20～0.50%，mn：1.30～1.45%，p≤0.020%，s≤0.015%，v：0.065～0.080%，nb：0.03～0.04%，n≤0.03%，余量為fe和不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明中：c含量0.15～0.18%；c的含量對鋼的機械性能起著主要作用，在鋼中和其它合金元素形成碳化物，使鋼板強度增加。mn的含量在1.30～1.45%；mn溶入鐵素體中引起固溶強化，主要起降低鋼的臨界冷卻速度及提高強度、硬度和耐磨性的作用。有害元素p、s等含量在設(shè)備、工藝均滿足的條件下盡可能地降低，從而使鋼質(zhì)純凈、力學(xué)性能優(yōu)良。本發(fā)明所述鋼板厚度為20～55mm。本發(fā)明所述鋼板力學(xué)性能：屈服強度≥415mpa，抗拉強度550～690mpa，延伸率≥25%。本發(fā)明還提供了一種正火型壓力容器用高強度低合金鋼板的生產(chǎn)方法，所述生產(chǎn)方法包括冶煉、連鑄、加熱、軋制、軋后冷卻和熱處理工序；所述熱處理工序采用正火熱處理。本發(fā)明所述冶煉工序，出鋼鋼水化學(xué)成分組成及質(zhì)量百分含量如下：c：0.15～0.18%，si：0.20～0.50%，mn：1.30～1.45%，p≤0.020%，s≤0.015%，v：0.065～0.080%，nb：0.03～0.04%，n≤0.03%，余量為fe和不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明所述加熱工序,冶煉后鋼水經(jīng)連鑄處理成連鑄坯，然后進(jìn)入連續(xù)爐進(jìn)行加熱，最高加熱溫度1230～1240℃，均熱溫度1170～1195℃。本發(fā)明所述軋制工序，每道次壓下率≥10%，終軋溫度≥950℃，鋼板完全軋制之后不澆水。本發(fā)明所述軋后冷卻工序，軋后堆垛緩冷，堆垛溫度≥500℃，堆垛緩冷時間≥48h。本發(fā)明所述熱處理工序，正火溫度885-905℃，保溫時間plc+10～15min，正火后空冷。采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：1、本發(fā)明生產(chǎn)鋼板在asme標(biāo)準(zhǔn)中制定的sa737grc鋼板標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改良，優(yōu)化了鋼板中各元素組分及配比，保證了鋼板的各項力學(xué)性能均滿足asme標(biāo)準(zhǔn)中的要求。2、本發(fā)明方法所生產(chǎn)的鋼板力學(xué)性能優(yōu)秀，質(zhì)量穩(wěn)定，滿足國內(nèi)nb/t47013.3探傷標(biāo)準(zhǔn)中ⅰ級的要求。3、本發(fā)明方法所生產(chǎn)的鋼板強度較高，屈服強度≥415mpa，抗拉強度在550～690mpa，延伸率≥25%。4、本發(fā)明方法所生產(chǎn)的鋼板具有純凈度較高、成分均勻、內(nèi)部致密等特點，力學(xué)性能完全滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，適合制造壓力容器等關(guān)鍵設(shè)備部件。具體實施方式本發(fā)明鋼板采用下述工藝生產(chǎn)而成：（1）冶煉工序：a、初煉：煉鋼加強配料，選用雜質(zhì)及殘余元素少的鐵水及廢鋼；b、精煉：將初煉鋼水盛入鋼包中，調(diào)整各元素成分及配比；精煉總時間≥60min，白渣保持時間≥30min，確保造渣良好；石灰用量≥15kg/t鋼，以保證精煉效果；c、真空處理：將精煉鋼水轉(zhuǎn)入真空脫氣爐中進(jìn)行真空處理，真空度66pa及以下保持時間≥20min，軟吹時間≥10min后吊包；出鋼鋼水進(jìn)入澆鑄工序。（2）連鑄工序：將真空處理后的鋼水進(jìn)行連鑄，得到連鑄坯；利用火焰溫清掉鋼坯表面可能存在的裂紋、皮下氣泡等缺陷。（3）加熱工序：采用連續(xù)爐進(jìn)行加熱；鋼坯在連續(xù)爐最高加熱溫度1230～1240℃，均熱溫度1170～1195℃；整個加熱過程中不允許某段燒咀全關(guān)。（4）軋制工序：采用搶溫軋制工藝；每道次壓下率均≥10%，終軋溫度≥950℃，鋼板完全軋制后不澆水。（5）軋后冷卻工序：軋后盡快堆垛緩冷，堆垛溫度≥500℃，堆垛緩冷時間≥48h。（6）熱處理工序：采用正火處理；對探傷合格后的鋼板進(jìn)行正火，正火溫度885-905℃、保溫時間plc+10～15min，正火后空冷，即可得到所述的高強度低合金鋼板。熱處理后的鋼板按照nb/t47013.3標(biāo)準(zhǔn)逐張進(jìn)行超聲波探傷檢驗。下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。實施例1本實施例正火型壓力容器用高強度低合金鋼板厚度為20mm，其化學(xué)成分組成及質(zhì)量百分含量為：c：0.15%，si：0.20%，mn：1.30%，p：0.020%，s：0.015%，v：0.065%，nb：0.030%，n：0.030%，其余為fe和不可避免的雜質(zhì)。本實施例正火型壓力容器用高強度低合金鋼板生產(chǎn)方法包括冶煉、連鑄、加熱、軋制、軋后冷卻和熱處理工序，具體步驟如下：（1）冶煉工序：a、初煉：煉鋼加強配料，選用雜質(zhì)及殘余元素少的鐵水及廢鋼；b、精煉：將初煉鋼水盛入鋼包中，調(diào)整各元素成分及配比；精煉總時間60min，白渣保持30min，確保造渣良好；石灰用量15kg/t鋼，以保證精煉效果；c、真空處理：將精煉鋼水轉(zhuǎn)入真空脫氣爐中進(jìn)行真空處理，真空度66pa下保持20min破壞真空，軟吹10min后吊包；出鋼鋼水進(jìn)入澆鑄工序。（2）連鑄工序：將冶煉合格后的鋼水進(jìn)行連鑄，得到鋼坯。（3）加熱工序：鋼坯在連續(xù)爐最高加熱溫度1230℃，均熱溫度1170℃。（4）軋制工序：采用搶溫軋制工藝；每道次壓下率10%，終軋溫度950℃，鋼板完全軋制之后不澆水，得到半成品鋼板。（5）軋后冷卻工序：半成品鋼板及時下線堆垛緩冷，堆垛溫度500℃,堆垛緩冷時間48h。（6）熱處理工序：正火溫度885℃、保溫時間plc+10min，正火后空冷制得成品鋼板。熱處理后的鋼板按照nb/t47013.3標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行超聲波探傷檢驗，合格級別為ⅰ級。本發(fā)明鋼板的力學(xué)性能：屈服強度415mpa，抗拉強度550mpa，延伸率29%。實施例2本實施例正火型壓力容器用高強度低合金鋼板厚度為22mm，其化學(xué)成分組成及質(zhì)量百分含量為：c：0.155%，si：0.30%，mn：1.35%，p：0.015%，s：0.010%，v：0.066%，nb：0.031%，n：0.029%，其余為fe和不可避免的雜質(zhì)。本實施例正火型壓力容器用高強度低合金鋼板生產(chǎn)方法包括冶煉、連鑄、加熱、軋制、軋后冷卻和熱處理工序，具體步驟如下：（1）冶煉工序：a、初煉：煉鋼加強配料，選用雜質(zhì)及殘余元素少的鐵水及廢鋼；b、精煉：將初煉鋼水盛入鋼包中，調(diào)整各元素成分及配比；精煉總時間62min，白渣保持33min，確保造渣良好；石灰用量17kg/t鋼，以保證精煉效果；c、真空處理：將精煉鋼水轉(zhuǎn)入真空脫氣爐中進(jìn)行真空處理，真空度66pa下保持23min破壞真空，軟吹14min后吊包；出鋼鋼水進(jìn)入澆鑄工序。（2）連鑄工序：將冶煉合格后的鋼水進(jìn)行連鑄，得到鋼坯。（3）加熱工序：鋼坯在連續(xù)爐最高加熱溫度1232℃，均熱溫度1174℃。（4）軋制工序：采用搶溫軋制工藝；每道次壓下率12%，終軋溫度956℃，鋼板完全軋制之后不澆水，得到半成品鋼板。（5）軋后冷卻工序：半成品鋼板及時下線堆垛緩冷，堆垛溫度509℃,堆垛緩冷時間49h。（6）熱處理工序：正火溫度890℃、保溫時間plc+11min，正火后空冷制得成品鋼板。熱處理后的鋼板按照nb/t47013.3標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行超聲波探傷檢驗，合格級別為ⅰ級。本鋼板的力學(xué)性能：屈服強度481mpa，抗拉強度616mpa，延伸率28%。實施例3本實施例正火型壓力容器用高強度低合金鋼板厚度為34mm，其化學(xué)成分組成及質(zhì)量百分含量為：c：0.16%，si：0.38%，mn：1.39%，p：0.010%，s：0.007%，v：0.070%，nb：0.033%，n：0.027%，其余為fe和不可避免的雜質(zhì)。本實施例正火型壓力容器用高強度低合金鋼板生產(chǎn)方法包括冶煉、連鑄、加熱、軋制、軋后冷卻和熱處理工序，具體步驟如下：（1）冶煉工序：a、初煉：煉鋼加強配料，選用雜質(zhì)及殘余元素少的鐵水及廢鋼；b、精煉：將初煉鋼水盛入鋼包中，調(diào)整各元素成分及配比；精煉總時間61min，白渣保持32min，確保造渣良好；石灰用量16kg/t鋼，以保證精煉效果；c、真空處理：將精煉鋼水轉(zhuǎn)入真空脫氣爐中進(jìn)行真空處理，真空度66pa下保持28min破壞真空，軟吹15min后吊包；出鋼鋼水進(jìn)入澆鑄工序。（2）連鑄工序：將鋼質(zhì)純凈、成分合格的鋼水進(jìn)行模鑄，得到鋼錠。（3）加熱工序：鋼坯在連續(xù)爐最高加熱溫度1234℃，均熱溫度1181℃。（4）軋制工序：采用搶溫軋制工藝；每道次壓下率15%，終軋溫度959℃，鋼板完全軋制之后不澆水，得到半成品鋼板。（5）軋后冷卻工序：半成品鋼板及時下線堆垛緩冷，堆垛溫度520℃,堆垛緩冷時間51h。（6）熱處理工序：正火溫度895℃、保溫時間plc+12min，正火后空冷制得成品鋼板。熱處理后的鋼板按照nb/t47013.3標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行超聲波探傷檢驗，合格級別為ⅰ級。本鋼板的力學(xué)性能：屈服強度485mpa，抗拉強度624mpa，延伸率27%。實施例4本實施例正火型壓力容器用高強度低合金鋼板厚度為43mm，其化學(xué)成分組成及質(zhì)量百分含量為：c：0.17%，si：0.45%，mn：1.42%，p：0.008%，s：0.005%，v：0.075%，nb：0.038%，n：0.026%，其余為fe和不可避免的雜質(zhì)。本實施例正火型壓力容器用高強度低合金鋼板生產(chǎn)方法包括冶煉、連鑄、加熱、軋制、軋后冷卻和熱處理工序，具體步驟如下：（1）冶煉工序：a、初煉：煉鋼加強配料，選用雜質(zhì)及殘余元素少的鐵水及廢鋼；b、精煉：將初煉鋼水盛入鋼包中，調(diào)整各元素成分及配比；精煉總時間65min，白渣保持35min，確保造渣良好；石灰用量18kg/t鋼，以保證精煉效果；c、真空處理：將精煉鋼水轉(zhuǎn)入真空脫氣爐中進(jìn)行真空處理，真空度66pa下保持30min破壞真空，軟吹17min后吊包；出鋼鋼水進(jìn)入澆鑄工序。（2）連鑄工序：將鋼質(zhì)純凈、成分合格的鋼水進(jìn)行連鑄，得到鋼坯。（3）加熱工序：鋼坯在連續(xù)爐最高加熱溫度1236℃，均熱溫度1186℃。（4）軋制工序：采用搶溫軋制工藝；每道次壓下率12%，終軋溫度954℃，鋼板完全軋制后不澆水，得到半成品鋼板。（5）軋后冷卻工序：半成品鋼板及時下線堆垛緩冷，堆垛溫度556℃,堆垛緩冷時間48.5h。（6）熱處理工序：正火溫度900℃、保溫時間plc+13min，正火后空冷制得成品鋼板。熱處理后的鋼板按照nb/t47013.3標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行超聲波探傷檢驗，合格級別為ⅰ級。本鋼板的力學(xué)性能：屈服強度540mpa，抗拉強度655mpa，延伸率26%。按本實施例的成分配比以及制備工藝進(jìn)行批次生產(chǎn)，所得各批次鋼板進(jìn)行拉伸試驗，拉伸性能見表1。表1鋼板的拉伸性能批號熱處理制度位置屈服類型抗拉強度/mpa屈服強度/mpa伸長率chb1705478普通1/4rp0.266053527chb1705479普通1/4rp0.265552026chb1705480普通1/4rp0.265554026chb1705481普通1/4rp0.265056525實施例5本實施例正火型壓力容器用高強度低合金鋼板厚度為50mm，其化學(xué)成分組成及質(zhì)量百分含量為：c：0.175%，si：0.47%，mn：1.44%，p：0.005%，s：0.002%，v：0.077%，nb：0.039%，n：0.025%，其余為fe和不可避免的雜質(zhì)。本實施例正火型壓力容器用高強度低合金鋼板生產(chǎn)方法包括冶煉、連鑄、加熱、軋制、軋后冷卻和熱處理工序，具體步驟如下：（1）冶煉工序：a、初煉：煉鋼加強配料，選用雜質(zhì)及殘余元素少的鐵水及廢鋼；b、精煉：將初煉鋼水盛入鋼包中，調(diào)整各元素成分及配比；精煉總時間60min，白渣保持31min，確保造渣良好；石灰用量16kg/t鋼，以保證精煉效果；c、真空處理：將精煉鋼水轉(zhuǎn)入真空脫氣爐中進(jìn)行真空處理，真空度66pa下保持31min破壞真空，軟吹10min后吊包；出鋼鋼水進(jìn)入澆鑄工序。（2）連鑄工序：將鋼質(zhì)純凈、成分合格的鋼水進(jìn)行模鑄，得到鋼錠。（3）加熱工序：鋼坯在連續(xù)爐最高加熱溫度1238℃，均熱溫度1190℃。（4）軋制工序：采用搶溫軋制工藝；每道次壓下率均14%，終軋溫度960℃，鋼板完全軋制后不澆水，得到半成品鋼板。（5）軋后冷卻工序：半成品鋼板及時下線堆垛緩冷，堆垛溫度550℃,堆垛緩冷時間48h。（6）熱處理工序：正火溫度902℃、保溫時間plc+15min，正火后空冷制得成品鋼板。熱處理后的鋼板按照nb/t47013.3標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行超聲波探傷檢驗，合格級別為ⅰ級。本鋼板的力學(xué)性能：屈服強度545mpa，抗拉強度675mpa，延伸率25%。實施例6本實施例正火型壓力容器用高強度低合金鋼板厚度為55mm，其化學(xué)成分組成及質(zhì)量百分含量為：c：0.18%，si：0.50%，mn：1.45%，p：0.011%，s：0.010%，v：0.080%，nb：0.040%，n：0.022%，其余為fe和不可避免的雜質(zhì)本實施例正火型壓力容器用高強度低合金鋼板生產(chǎn)方法包括冶煉、連鑄、加熱、軋制、軋后冷卻和熱處理工序，具體步驟如下：（1）冶煉工序：a、初煉：煉鋼加強配料，選用雜質(zhì)及殘余元素少的鐵水及廢鋼；b、精煉：將初煉鋼水盛入鋼包中，調(diào)整各元素成分及配比；精煉總時間63min，白渣保持33min，確保造渣良好；石灰用量17kg/t鋼，以保證精煉效果；c、真空處理：將精煉鋼水轉(zhuǎn)入真空脫氣爐中進(jìn)行真空處理，真空度60pa下保持32min破壞真空，軟吹15min后吊包；出鋼鋼水進(jìn)入澆鑄工序。（2）連鑄工序：將鋼質(zhì)純凈、成分合格的鋼水進(jìn)行連鑄，得到鋼坯。（3）加熱工序：鋼坯在連續(xù)爐最高加熱溫度1240℃，均熱溫度1195℃。（4）軋制工序：采用搶溫軋制工藝；每道次壓下率13%，終軋溫度962℃，鋼板完全軋制后不澆水，得到半成品鋼板。（5）軋后冷卻工序：半成品鋼板及時下線堆垛緩冷，堆垛溫度515℃,堆垛緩冷時間49.5h。（6）熱處理工序：正火溫度905℃、保溫時間plc+14min，正火后空冷制得成品鋼板。熱處理后的鋼板按照nb/t47013.3標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行超聲波探傷檢驗，合格級別為ⅰ級。本鋼板的力學(xué)性能：屈服強度535mpa，抗拉強度690mpa，延伸率26%。以上實施例僅用以說明而非限制本發(fā)明的技術(shù)方案，盡管參照上述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：依然可以對本發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。當(dāng)前第1頁12