CN103725958A - 一种经济型焊接气瓶用钢热轧板卷及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种经济型焊接气瓶用钢热轧板卷，其化学成分质量百分含量为：碳0.045～0.17％、硅：0.20～0.35％、锰1.00～1.50％、磷≤0.018％、硫≤0.005％、钛0.010～0.030％，余量为铁和杂质元素。其轧制工艺参数为：加热温度1180～1240℃、初轧开轧温度1150～1180℃、精轧开轧温度1000℃～950℃、精轧终轧温度900℃～800℃，冷却工艺采用水幕层流冷却，水冷速率10℃～50℃/S，终止冷却温度600℃～450℃。使得焊接气瓶用钢同时具有良好的低温冲击韧性和力学性能以及经济性，严苛的服役环境。

Description

一种经济型焊接气瓶用钢热轧板卷及其生产工艺

技术领域

本发明涉及焊接气瓶用钢技术领域，尤其是涉及一种经济型焊接气瓶用钢热轧板卷及其生产工艺，主要用于制造液氯、液氨钢质焊接气瓶。

背景技术

焊接气瓶制造行业对焊接用钢的强度、韧性、焊接性等不断提出更高的要求，这种发展势头在未来的几十年中仍将持续下去。

焊接气瓶用钢在获得强度性能的同时，不能有效地保持较低的生产成本，是现有技术中的一大难题。

在制造液氯和液氨等钢质焊接气瓶，要求焊接气瓶用钢具有优良的低温冲击性能，可适用于较为严苛的服役环境，同时具有较好的力学性能和经济性，现有技术很难实现。

发明内容

针对现有技术不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种同时具有优良低温冲击性能、力学性能、经济性的焊接气瓶用钢热轧板卷及其生产工艺。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

一种经济型焊接气瓶用钢热轧板卷，其化学成分质量百分含量为：碳0.045～0.17％、硅：0.20～0.35％、锰1.00～1.50％、磷≤0.018％、硫≤0.005％、钛0.010～0.030％，余量为铁和杂质元素。

还包含质量百分含量为0.015～0.035%的Als。

一种经济型焊接气瓶用钢热轧板卷的生产工艺，其轧制工艺参数为：加热温度1180～1240℃、初轧开轧温度1150～1180℃、精轧开轧温度1000℃～950℃、精轧终轧温度900℃～800℃，

冷却工艺采用水幕层流冷却，水冷速率10℃～50℃/S，终止冷却温度600℃～450℃。

进一步的，所述的水冷速率20℃～50℃/S。

钢的碳含量控制在适当的范围，为节约成本，不采用Mo、Nb、V和稀土元素加入，进行钛微合金化处理，经济性好。

降低硫和磷的含量，提高的钢韧性。

通过合理的成分设计，控制轧制和控制冷却得到铁素体+细珠光体+适量粒状贝氏体复相组织，组织均匀性好，粒状贝氏体组织是一种混合型组织形态，由准多边形铁素体、超细铁素体、贝氏体铁素体、M/A组元等组成，它具有更高韧性和更好的焊接性能以及经济性，减少制造成本。

本发明具有以下优点：

通过化学成分的设计，轧制工艺参数的控制，使得焊接气瓶用钢同时具有良好的低温冲击韧性和力学性能以及经济性，使其达到：ReL：350～500MPa、Rm：510～600MPa、ReL/Rm≤0.80，-20℃夏比冲击功85J（5×10×55mm试样）、-20℃夏比冲击剪切面积（SA%）100％，焊接气瓶合格率高达99.5%以上，适于严苛的服役环境。

附图说明

下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本发明钢热轧板卷金相组织图。

图2为现有钢热轧板卷金相组织图。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

实施例1，该经济型焊接气瓶用钢热轧板卷，其化学成分质量百分含量为：C：0.15%、Si：0.26%、Mn：1.42%、P：0.018%、S：0.0013%、Ti:0.024%、Als：0.030%，余量为Fe和杂质元素。

该钢经过转炉冶炼、钢包吹氩、钢包精炼炉精炼、连铸，加热后进入两机架粗轧、再经过七机连轧机组精轧，最后进行轧制后冷却、卷取。

其中，轧制工艺参数为：加热温度1200℃、初轧开轧温度1150℃、精轧开轧温度1000℃、精轧终轧温度870℃，

冷却工艺采用水幕层流冷却，水冷速率25℃/S，终止冷却温度600℃。

焊接气瓶钢的力学性能见表1，低温冲击性能见表2，金相组织见附图1。

实施例2，该经济型焊接气瓶用钢热轧板卷，其化学成分质量百分含量为：C：0.10%、Si：0.27%、Mn：1.43%、P：0.015%、S：0.003%、Ti:0.021%、Als：0.029%，余量为Fe和杂质元素。

该钢经过转炉冶炼、钢包吹氩、钢包精炼炉精炼、连铸，加热后进入两机架粗轧、再经过七机连轧机组精轧，最后进行轧制后冷却、卷取。

其中，轧制工艺参数为：加热温度1210℃、初轧开轧温度1160℃、精轧开轧温度950℃、精轧终轧温度875℃，

冷却工艺采用水幕层流冷却，水冷速率26℃/S，终止冷却温度510℃。

焊接气瓶钢的力学性能见表1，低温冲击性能见表2。

实施例3，该经济型焊接气瓶用钢热轧板卷，其化学成分质量百分含量为：C：0.16%、Si：0.25%、Mn：1.44%、P：0.016%、S：0.001%、Ti:0.020%、Als：0.030%，余量为Fe和杂质元素。

该钢经过转炉冶炼、钢包吹氩、钢包精炼炉精炼、连铸，加热后进入两机架粗轧、再经过七机连轧机组精轧，最后进行轧制后冷却、卷取。

其中，轧制工艺参数为：加热温度1190℃、初轧开轧温度1155℃、精轧开轧温度980℃、精轧终轧温度870℃，

冷却工艺采用水幕层流冷却，水冷速率20℃/S，终止冷却温度600℃。

焊接气瓶钢的力学性能见表1，低温冲击性能见表2。

由实施例1的金相组织图即说明书附图1和现有金相组织图即说明书附图2对比，金相组织更加均匀，本发明的铁素体+细珠光体+适量粒状贝氏体复相组织，使其具有高强度的同时还具有小各向异性，良好的低温冲击韧性；实施例1至实施例3对应的热轧板卷的力学性能表1和表2，可以看出，本发明的热轧板卷同时具有良好的力学性能和低温冲击韧性。

热机械轧制（TMCP）是以再结晶、相变等冶金工艺为基础，在规定的变形和温度条件下完成固溶强化、沉淀强化、位错强化和晶粒细化等硬化处理，从而使轧制状态钢板性能达到最佳化。为获得强度和韧性的合理匹配，充分发挥七机架热连轧机组的轧制和冷却能力，耐候桥梁钢采用控制轧制和加速冷却的方式生产，它通过高温奥氏体区形变再结晶、低温奥氏体未再结晶区的变形以及轧后的加速冷却来获得最佳效果。

在合金元素设计时，降低碳含量，这样可显著提高相变温度，有利于适量的贝氏体组织的形成；较低含量的碳可有效减少偏析以保证钢板组织的均匀性，减少后期固态相变带来的有害组织。低的碳含量可以使δ相温度区间扩大，由于溶质元素在δ相区扩散速度是γ区的100倍，因此成分更加均匀。减少了碳含量的加入，可以提高奥氏体中固溶铝的含量，从而可实现高温轧制，保证高温时奥氏体再结晶的充分程度，改善非再结晶区高温控轧效果，使高温高压下厚钢板中心组织得到细化。

在组织上，采用铁素体+细珠光体+适量粒状贝氏体。通过控制TMCP工艺及其他有利于贝氏体组织形成的因素，沿奥氏体晶界或奥氏体晶内先期产生少量贝氏体，分割奥氏体晶粒为若干小空间，在随后的相变中，由于转变速度很快，分割后的空间限制了贝氏体的长大，从而得到进一步细化的组织。由另外，铁素体+细珠光体+少量粒状贝氏体组织更接近平衡组织而转变更加充分，冲击韧性的稳定性更好。

表1为焊接气瓶钢的力学性能检验结果

实施例	Rel，(N/mm2)	Rm，(N/mm2)	Rel/Rm	A，(%)
					1	415	550	0.75	30.5
2	400	540	0.74	29
					3	420	550	0.76	30

表2为焊接气瓶钢的低温冲击性能检验结果（5×10×55mm试样，KV2/J）

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种经济型焊接气瓶用钢热轧板卷，其特征在于：其化学成分质量百分含量为：碳0.045～0.17％、硅：0.20～0.35％、锰1.00～1.50％、磷≤0.018％、硫≤0.005％、钛0.010～0.030％，余量为铁和杂质元素。

2.如权利要求1所述的经济型焊接气瓶用钢热轧板卷，其特征在于：还包含质量百分含量为0.015～0.035%的Als。

3.一种如权利要求1所述的经济型焊接气瓶用钢热轧板卷的生产工艺，其特征在于：

轧制工艺参数为：加热温度1180～1240℃、初轧开轧温度1150～1180℃、精轧开轧温度1000℃～950℃、精轧终轧温度900℃～800℃，

冷却工艺采用水幕层流冷却，水冷速率10℃～50℃/S，终止冷却温度600℃～450℃。

4.如权利要求3所述的生产工艺，其特征在于：所述的水冷速率20℃～50℃/S。

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