CN103266267B - 一种低温容器用08Ni3DR钢厚板的制造方法 - Google Patents

Abstract

一种低温容器用08Ni3DR钢厚板的制造方法，属于轧钢工艺和金属材料热处理工艺技术领域。铸坯按重量百分比计成分为：C？0.06~0.08%，Si？0.20~0.30%，Mn？0.50~0.70%，Ni？3.4~3.6%，Mo？0.07~0.09%，P≤0.008%，S≤0.005%，余量为Fe和杂质；铸坯加热至1030～1060℃，保温1～2小时；分两阶段控制轧制，粗轧开轧温度为1000～1030℃，粗轧结束温度970～1000℃，精轧开轧温度为850～870℃，精轧结束温度780～800℃；采用淬火加回火热处理工艺，钢板加热至830～860℃，保温30～50分钟后淬火，再加热至620～640℃保温40～60分钟后空冷回火。优点为：工艺流程简便易于实施，制造成本低，生产出的08Ni3DR钢板各项力学性能较高。<!--1-->

Description

一种低温容器用08Ni3DR钢厚板的制造方法

技术领域

本发明属于轧钢工艺和金属材料热处理工艺技术领域，具体涉及一种低温容器用08Ni3DR钢厚板的制造方法，采用两阶段控制轧制、淬火+回火热处理工艺制造低温容器用08Ni3DR钢厚板。

背景技术

随着我国国民经济的高速发展，能源结构出现了较大幅度的调整，石化工业及其相关产业得以蓬勃发展，新工艺、新设备不断出现，石油气体的液化、分离、贮运及应用在各国已非常普遍，这些低温技术和设备的开发促进了低温压力容器用钢的发展。

各国使用的低温压力容器用钢总体可分为两大系列：其一是用于-40℃以上温度的铝镇静C-Mn钢和调质型高强度钢；其二是用于-40℃下，至-196℃的含Ni系低温钢(又可分为用于-60～-70℃含0.5％～2.3％Ni钢；用于-100℃含3.5％Ni钢；用于-120～-196℃含5.0％～9％Ni钢)。

目前有能力生产含镍低温钢的主要有日本、美国等少数国家。我国已经制订了含镍量在3.5～9.0%的低温钢相关产品标准，对于其中用量较大的-100℃级08Ni3DR钢，国内部分钢厂进行了研制，并取得了一定进展。但钢中除加入合金元素镍以外，还要加入钼、铬、铜等多种元素以提高产品的各项性能，导致成本较高；另外炼钢、轧制和热处理等各工艺环节技术难度大，成品性能，特别是低温冲击韧性偏低。因而，工业化生产还不够成熟，至今仍主要依靠进口设备或进口钢材在国内制造。

经过对国内专利库进行检索，未发现低温压力容器用08Ni3DR钢厚板制造技术的专利授权。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低温容器用08Ni3DR钢厚板的制造方法，解决了08Ni3DR钢生产工艺中成本较高，炼钢、轧制和热处理等各工艺环节技术难度大，成品性能，特别是低温冲击韧性偏低等关键问题；在保证钢板各项性能的前提下，减少镍以外其它贵重合金加入种类和用量。

本发明08Ni3DR钢厚板的制造工艺及在工艺中控制的技术参数如下：

（1）铸坯成分确定：铸坯按重量百分比计成分为：C 0.06~0.08%，Si 0.20~0.30%，Mn 0.50~0.70%，Ni 3.4~3.6%，Mo 0.07~0.09%，P ≤0.008%，S ≤0.005%，余量为Fe和杂质；，钢中除含镍合金元素（3.4~3.6%）外，仅添加少量钼合金元素（0.10~0.20%），降低了成本。

（2）加热：铸坯加热至1030~1060℃，保温1~2小时；

（3）轧制：分两阶段控制轧制，粗轧开轧温度为1000~1030℃，粗轧结束温度970~1000℃，精轧开轧温度为850~870℃，精轧结束温度780~800℃；

（4）热处理：采用淬火加回火热处理工艺，钢板加热至830~860℃，保温30~50分钟后淬火，再加热至620~640℃保温40~60分钟后空冷回火。

本发明生产的08Ni3DR钢厚板采用淬火+回火热处理工艺，最终得到以回火索氏体为基体加上铁素体和至少2.5%奥氏体的混合组织。

本发明具有下列优点和积极效果：

（1）钢中除含Ni合金元素外，仅添加少量（0.07~0.09%）Mo合金元素，降低了生产成本。

（2）采用两阶段控制轧制工艺，显著地提高了08Ni3DR钢的低温韧性和其它力学性能，特别是低温（-100℃）冲击韧性。

（3）轧制后钢板经淬火+回火工艺进行热处理，热处理工序简捷易行。

附图说明

图1为淬火（850℃）+回火（620℃）热处理工艺的组织照片。

图2为淬火（850℃）+回火（630℃）热处理工艺的组织照片。

图3为淬火（850℃）+回火（640℃）热处理工艺的组织照片。

具体实施方式：

实施例1：

08Ni3DR铸坯按重量百分比成分为：C 0.066%，Si 0.24%，Mn 0.61%，Ni 3.50%，Mo 0.08%，P 0.006%，S 0.003%，余量为Fe和杂质。

生产工艺包括炼钢、铸坯加热、两阶段控制轧制、热处理。

采用500Kg真空感应炉炼钢，浇注后经开坯锻造成350mm*200mm*80mm铸坯。铸坯加热至1050℃，保温1.5小时。分两阶段控制轧制，粗轧在奥氏体完全再结晶区轧制，开轧温度1020℃，粗轧结束温度990℃，精轧在奥氏体非完全再结晶区轧制，开轧温度850℃，精轧结束温度780℃。共经过了七道次轧制，其中前两道次为粗轧，后五道路次为精轧，具体压下量为：80mm—65mm—45mm—35 mm—28 mm—22 mm—18mm—16 mm。

采用淬火+回火热处理工艺，钢板加热至850℃，保温40分钟水淬，然后再加热至620℃，保温50分钟后空冷回火。

成品的屈服强度为580MPa，抗拉强度为630MPa，延伸率为23%，低温（-100℃）冲击功为231J。

实施例2：

08Ni3DR铸坯按重量百分比成分为：C 0.067%，Si 0.24%，Mn 0.63%，Ni 3.53%，Mo 0.08%，P 0.007%，S 0.003%，余量为Fe和杂质。

生产工艺包括炼钢、铸坯加热、两阶段控制轧制、热处理。

采用500Kg真空感应炉炼钢，浇注后经开坯锻造成350mm*200mm*80mm铸坯。铸坯加热至1050℃，保温1.5小时。分两阶段控制轧制，粗轧在奥氏体完全再结晶区轧制，开轧温度1030℃，粗轧结束温度1000℃，精轧在奥氏体非完全再结晶区轧制，开轧温度870℃，精轧结束温度800℃。共经过了七道次轧制，其中前两道次为粗轧，后五道路次为精轧，具体压下量为：80mm—65mm—45mm—35 mm—28 mm—22 mm—18mm—16 mm。

采用淬火+回火热处理工艺，钢板加热至850℃，保温40分钟水淬，然后再加热至630℃，保温50分钟后空冷回火。

成品的屈服强度为515MPa，抗拉强度为585MPa，延伸率为24 %，低温（-100℃）冲击功为252J。

实施例3：

08Ni3DR铸坯按重量百分比成分为：C 0.068%，Si 0.25%，Mn 0.65%，Ni 3.47%，Mo 0.08%，P 0.006%，S 0.002%，余量为Fe和杂质。

生产工艺包括炼钢、铸坯加热、两阶段控制轧制、热处理。

采用500Kg真空感应炉炼钢，浇注后经开坯锻造成350mm*200mm*80mm铸坯。铸坯加热至1050℃，保温1.5小时。分两阶段控制轧制，粗轧在奥氏体完全再结晶区轧制，开轧温度1010℃，粗轧结束温度980℃，精轧在奥氏体非完全再结晶区轧制，开轧温度860℃，精轧结束温度790℃。共经过了七道次轧制，其中前两道次为粗轧，后五道路次为精轧，具体压下量为：80mm—65mm—45mm—35 mm—28 mm—22 mm—18mm—16 mm。

采用淬火+回火热处理工艺，钢板加热至850℃，保温40分钟水淬，然后再加热至640℃，保温50分钟后空冷回火。

成品的屈服强度为490MPa，抗拉强度为565MPa，延伸率为22.5%，低温（-100℃）冲击功为246J。

Claims (1)

1.一种低温容器用08Ni3DR钢厚板的制造方法，其特征在于，工艺及在工艺中控制的技术参数如下：

(1)铸坯成分确定：铸坯按重量百分比计成分为：C 0.06～0.08％，Si 0.20～0.30％，Mn 0.50～0.70％，Ni 3.4～3.6％，Mo 0.07～0.09％，P≤0.008％，S≤0.005％，余量为Fe和杂质；

(2)加热：铸坯加热至1030～1060℃，保温1～2小时；

(3)轧制：分两阶段控制轧制，粗轧开轧温度为1000～1030℃，粗轧结束温度970～1000℃，精轧开轧温度为850～870℃，精轧结束温度780～800℃；

(4)热处理：采用淬火加回火热处理工艺，钢板加热至830～860℃，保温30～50分钟后淬火，再加热至620～640℃保温40～60分钟后空冷回火；

得到以回火索氏体为基体加上铁素体和至少2.5％奥氏体的混合组织。