CN105603304B - 一种具有良好抗hic、sscc特性的q370r压力容器用厚钢板及制造方法 - Google Patents

一种具有良好抗hic、sscc特性的q370r压力容器用厚钢板及制造方法 Download PDF

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Abstract

一种具有良好抗HIC、SSCC特性的Q370R压力容器用厚钢板及制造方法，该钢板的化学成分重量百分比为：C：0.12～0.17％、Si：0.15～0.40％、Mn：1.40～1.65％、Cu：0.10～0.30％、Ni：0.10～0.30％、Mo：0.05～0.08％、Nb：0.015～0.040％、V：0.015～0.050％，P≤0.012％、S≤0.002％，其余为Fe及不可避免的杂质，且需满足：1)当0.0005％≤S≤0.002％时，2.0≤Ca/S≤4.0；当S＜0.0005％时，Ca≤0.002％；530≤RMCeq≤610，Ceq≤0.46％。本发明制造出的钢板具有良好的抗HIC特性、良好的抗SSCC特性、良好的耐高温长时间PWHT特性以及良好的焊接性，且其可制造性强，生产成本相对较低，可用来生产10～60mm厚的压力容器。

Description

一种具有良好抗HIC、SSCC特性的Q370R压力容器用厚钢板及 制造方法
技术领域
本发明涉及压力容器用厚钢板的制造技术，具体涉及一种具有良好抗HIC、SSCC特性的Q370R压力容器用厚钢板及制造方法。
背景技术
Q370R是国标GB713-2014“锅炉和压力容器用钢板”中所涉钢种之一，其抗拉强度为530MPa级别，屈服强度为370MPa级别。作为经典牌号之一，Q370R在我国锅炉和压力容器行业内应用广泛，在国内中厚板市场上一直占据有较大的市场需求。由于各类压力容器的服役环境和使用介质有很大的不同，对压力容器及其所用钢板的要求也有极大的差异。例如，在含有H2S腐蚀介质环境中使用的压力容器容易发生氢致开裂(以下简称HIC)、硫化物腐蚀开裂(以下简称SSCC)为典型特征的材料失效现象，为此，设计者就对压力容器所采用钢板提出了具有良好的抗HIC、SSCC特性的要求。
众所周知，钢的抗HIC、抗SSCC特性与钢的强度有直接关系。强度越高，则越不利于钢的抗HIC、抗SSCC性能。因此，有抗HIC、抗SSCC特性要求的压力容器用钢板通常只适用于抗拉强度和屈服强度相对较低的钢种，例如，适用于国标中的Q245R和Q345R，美标ASME规范中的SA516系列、欧标EN10028-3中的P275系列和P355系列等，这些钢种的抗拉强度通常在490MPa以下，屈服强度通常在345MPa以下。而对于抗拉强度在530MPa以上的压力容器钢种，如国标GB 713-2014中的Q370R，则很少被设计用来制造在含有H2S腐蚀介质、环境中使用的压力容器，因为依靠现有技术很难以低成本的成分工艺实现钢板既具有较高的强度又具有良好的抗HIC、抗SSCC性能。
然而，随着近年来我国石油化工行业及其成套装备制造能力的不断进步，随着石化行业海外项目的不断开拓，其成套装备的服役环境与使用介质也变的日益复杂，于是，以低成本的成分工艺生产抗拉强度在530MPa以上、同时兼具良好抗HIC、SSCC性能的压力容器用钢也已成为现实的需求。
中国专利CN201310497333.5公开了一种450MPa级抗氢致开裂压力容器用钢板及其生产方法，针对抗拉强度为450MPa级别的锅炉压力容器用厚钢板，设计了按重量百分数为C：0.13～0.14％、Si：0.20～0.30％、Mn：0.90～0.95％、P≤0.008％和S≤0.001％的化学成分，设计了两阶段采用2.0倍厚度的控制轧制、轧后采用10～12℃/S冷速的加速冷却的控轧控冷工艺，设计了离线正火热处理工艺，最终使钢板的抗拉强度达到了450～464MPa，钢板的强度级别偏低，没有达到普通Q370R钢板抗拉强度≥530MPa、屈服强度≥370MPa的要求，且该发明也没有涉及到钢板的抗SSCC特性、Z向性能和耐高温长时PWHT(焊后热处理)特性等方面的要求。
中国专利CN201010572979.1公开了一种具有良好抗HIC压力容器用钢Q345R-Z35特厚板及其制造方法，针对抗拉强度为490MPa级的锅炉容器用GBQ345R-Z35特厚钢板，设计了按重量百分数为C≤0.20％、Si≤0.55％、Mn：1.2～1.6％、P≤0.025％、S≤0.005％、(Nb+V+Ti)≤0.10％、和Al≥0.015％的化学成分，设计了两阶段采用2.0倍厚度的控制轧制、轧后采用3～10℃/S冷速的加速冷却的控轧控冷工艺，设计了普通的离线正火热处理工艺，最终使钢板除具备良好的抗HIC性能，其强度级别比Q370R低40MPa，且其轧制工艺采用了控轧控冷工艺，该工艺对钢板的耐高温长时PWHT特性有不利的影响。
中国专利CN201410111774.1公开了一种500MPa级抗硫化氢应力腐蚀开裂的应力容器用钢板及其生产方法，针对抗拉强度为500MPa级别的锅炉压力容器用厚钢板，设计了按重量百分数为C≤0.20％、Si：0.15～0.50％、Mn≤1.35％、P≤0.012％、S≤0.002％、(Nb+V+Ti)≤0.10％、和Al：0.020～0.050％的化学成分，设计了采用普通的2～3倍厚度的两阶段控制轧制工艺，设计了普通的离线正火热处理工艺，最终使钢板的抗拉强度达到了500MPa级别，但其抗拉强度级别比Q370R-HIC钢板低30MPa，且未涉及钢板的耐高温长时PWHT特性。
中国专利CN201210055848.5公开了一种抗氢致开裂压力容器用钢及其制造方法，针对抗拉强度为≥620MPa的低碳高强度低合金厚钢板，设计了按重量百分数为C：0.15～0.25％、Si：0.10～0.30％、Mn：1.00～1.60％、P：≤0.012％、S≤0.002％、Mo：0.35～0.60％、V≤0.05％、Ni：0.20～0.80％、Ca：0.0013～0.0045％和Al：0.002～0.050％的化学成分，设计了淬火+回火的热处理工艺，用以生产抗拉强度为620MPa以上、并具有良好的抗HIC性能的低合金高强调质钢，但其成分为含有高比例的Mo、Ni等贵重元素的低合金高强钢成分，已超出GB713-2014标准中Q370R的成分限制；除此之外，采用淬火+回火的热处理工艺生产成本较高，同样也不符合GB713-2014标准中Q370R的交货状态限制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有良好抗HIC、SSCC特性的Q370R压力容器用厚钢板及制造方法，用来生产10～60mm厚的压力容器用Q370R钢板，该钢板具有良好的抗HIC特性、良好的抗SSCC特性、良好的耐高温长时间PWHT特性以及良好的焊接性，且其可制造性强，生产成本相对较低。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：
一种具有良好抗HIC、SSCC特性的Q370R压力容器用厚钢板，其化学成分重量百分比为：C：0.12～0.17％、Si：0.15～0.40％、Mn：1.40～1.65％、Cu：0.10～0.30％、Ni：0.10～0.30％、Mo：0.05～0.08％、Nb：0.015～0.040％、V：0.015～0.050％、，P≤0.012％、S≤0.002％，其余为Fe及不可避免的杂质，且上述元素需同时满足如下关系：
(1)当0.0005％≤S≤0.002％时，2.0≤Ca/S≤4.0；
当S＜0.0005％时，Ca≤0.002％；
(2)530≤RMCeq≤610，其中，
RMCeq＝720*C+100*(Mn+S)+35*(Cu+Ni)+500*Nb+260*V+260；
(3)Ceq≤0.46％，其中，Ceq＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15。
进一步，所述的具有良好抗HIC、SSCC特性的Q370R压力容器用厚钢板，其金相组织为：在靠近钢板上下表面的、至少占总厚度20％的厚度范围内，金相组织以针状铁素体和贝氏体为主，两者所占的比例应达到50％以上，且没有明显的带状组织；钢板其余区域内的金相组织为以铁素体+珠光体为主的碳锰钢“正火”组织。
本发明所述的具有良好抗HIC、SSCC特性的Q370R压力容器用厚钢板的裂纹长度率CLR≤5％、裂纹厚度率CTR≤1.5％、裂纹敏感率CSR≤0.5％；加载80％屈服强度载荷浸泡720小时后没有断裂；在经620℃×8小时的PWHT(焊后热处理)后，仍满足上述性能要求。
本发明如下计算公式中元素符合代表对应元素重量百分比×100：RMCeq＝720*C+100*(Mn+S)+35*(Cu+Ni)+500*Nb+260*V+260；如下计算公式中元素符合代表对应元素的重量百分比：Ceq＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15。
C、Si、Mn：C、Si、Mn均为廉价的强化元素，为保证钢板的强度指标和经高温长时间焊后热处理(PWHT)后的强度指标，C、Si、Mn含量应适当地高。然而，C、Si、Mn含量的提高对抗HIC性能、抗SSCC性能和可焊接性能均有不利的影响，因此，从抗HIC性能、抗SSCC性能和可焊接性能角度考虑，C、Si含量应尽可能控制得低一些。此外，C、Si和Mn的含量还必须考虑对本发明所需金相组织的影响，如：在保证钢板的强度指标和经高温长时间PWHT后的强度指标的前提下，适当的减少C含量、同时适当地增加Mn、Si含量，有利于在特定热处理工艺条件下形成本发明所需要比例的、以针状铁素体和贝氏体为主的金相组织。综合以上，本发明控制C：0.12～0.17％、Si：0.15～0.40％和Mn：1.40～1.65％。
Cu：Cu为强化元素，且Cu含量的增加对钢板抗HIC性能、耐高温长时PWHT性能都有显著正向影响，然而，Cu是贵重金属元素，且对钢板的焊接性能带来不利的影响，GB 713-2014标准中，对Cu的含量也作了相应的上限限制。因此，本发明中Cu含量控制为0.10～0.30％。
Ni：Ni是改善低温韧性元素，同时，在Cu含量较高的情况下，保持适当含量的Ni元素有利于防止Cu元素带来脆性劣化。然而，Ni也是贵重元素，GB 713-2014标准中，对Ni的含量也作了相应的上限限制。综合以上，本发明中Ni含量设计为0.10～0.30％。
Mo、Nb、V：Mo、Nb、V均为强化元素，对耐高温长时PWHT性能有显著的正向影响，然而，Mo、Nb、V都是贵重金属元素，且对钢板的焊接性能带来不利的影响，GB 713-2014标准中，对Mo、V的含量也作了相应的上限限制。此外，Mo、Nb和V含量还必须符合GB 713-2014中Q370R的要求。因此，本发明设计：Mo：0.05～0.08％、Nb：0.015～0.040％、V：0.015～0.050％。
S：S为钢中有害元素，其含量增加对钢的抗HIC性能、抗SSCC性能和Z向性能有显著的负面影响。为获得良好的抗HIC性能、抗SSCC性能和Z向性能，本发明中S含量要求控制在0.002％以下。
P：P为钢中有害元素，其含量增加对钢的低温韧性、抗HIC性能、抗SSCC性能都有负面影响，本发明中P含量要求控制在0.012％以下。
Ca：Ca作为脱氧剂、脱硫剂，是以喂Ca丝的形式加入钢水之中的，除了起到脱氧、脱硫的作用外，还有对MnS等硫化物起到球化作用，进而可以显著地提升钢的抗HIC、SSCC性能。另一方面，Ca的脱氧、脱硫产物本身也是钢中的非金属夹杂物，如果不能在炉外精炼及浇铸过程中有效地上浮去除或排出而残留在钢中的话，也会对钢的抗HIC、SSCC性能产生负面影响，因此，Ca的含量也不是越高越有利于提升钢的抗HIC、SSCC性能，合适的Ca含量应该根据钢中实际S含量的高低，动态地进行调整。钢中S含量偏高，则应多加入Ca元素有利于MnS等硫化物的球化处理；钢中S含量较低，则应少加入Ca，甚至不进行Ca处理。
综合以上，本发明中对Ca含量提出以下控制要求：当0.0005％≤S≤0.002％时，2.0≤Ca/S≤4.0；当S＜0.0005％时，Ca≤0.002％。
本发明控制530≤RMCeq≤610：RMCeq为强度当量，无量纲，是本发明提出的特有概念，用来保证采用本发明所设计的成分、工艺生产出来的钢板，在经过PWHT后，钢板的抗拉强度能满足GB713标准中牌号Q370R的要求。即：当530≤RMCeq≤610时，采用本发明所设计的成分工艺生产出来的钢板，在经过620℃×8小时的PWHT后，钢板的抗拉强度能满足GB713标准中牌号Q370R的要求；反之，则不一定能够满足。
Ceq：碳当量Ceq是一项反映钢焊接性能的指标。众所周知的，Ceq越低，对提高钢板的焊接性越有利，但对钢板的强度则越不利。采用传统工艺，60mm厚的Q370R钢板，为保证强度，其Ceq往往需要控制在0.46％以上，但这样，就会给钢板的焊接性能带来了不利的影响。为保证钢板具有良好的焊接性能，本发明要求Ceq≤0.46％，其中：Ceq＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15。
本发明所述具有良好抗HIC、SSCC特性的Q370R压力容器用厚钢板的制造方法，其包括如下步骤：
1)冶炼、铸造
按上述化学成分进行冶炼、炉外精炼和连铸，其中，坯料的厚度为成品钢板厚度的4倍以上，连铸过程中，控制铸坯的中心偏析指数在1.2以下；所述中心偏析指数＝铸坯中心位置上的碳含量与铸坯平均碳含量之比；
2)加热、轧制
铸坯加热后进行粗轧、控轧，控轧过程中，铸坯开轧厚度不小于成品钢板厚度的1.8倍；开轧温度控制在830～920℃；终轧温度为770～830℃；至少有三个道次的变形量≥8％；
3)热处理
正火温度为880～930℃，保温时间为成品钢板厚度×(1～3)分钟，品钢板厚度单位mm；正火结束后，水冷，冷却速度控制在5～40℃/秒，终冷温度控制在560～680℃；得到厚度为10～60mm的成品钢板。
针对本发明提出的压力容器用Q370R厚钢板，设计了一种生产该钢板所用坯料的冶炼、炉外精炼和连铸工艺，其中，所用坯料的厚度应是成品钢板厚度的4倍以上，优选在6倍以上。该坯料采用连铸工艺生产，其钢水由氧气转炉或电炉冶炼，并经LF等炉外精炼装置精炼和RH等真空脱气装置处理。
在连铸生产过程中，应采取凝固末端轻压下、结晶器电磁搅拌等必要的措施减少其中心偏析，使铸坯的中心偏析指数控制在1.2以下，优选为1.15以下，其中，中心偏析指数＝铸坯中心位置上的碳含量与铸坯平均碳含量之比。中心偏析指数的增加，会导致铸坯中心区域的C、Mn、S、P等元素的含量增加并超过本发明要求的非控制范围，进而导致钢板抗HIC和SSCC性能的劣化。
本发明的轧制工艺中，连铸坯料的加热采用普通碳锰钢的加热工艺，轧制则采用两阶段轧制工艺，第一阶段采用普通碳锰钢相同的粗轧轧制工艺，第二阶段则采用如下控轧工艺：开轧厚度应不小于成品钢板厚度的1.8倍，优选为不小于成品钢板厚度的2.2倍；开轧温度应控制在830～920℃，优选为850～890℃；终轧温度控制在770～830℃，优选为780～820℃；第二阶段中，至少有三个道次的变形量应≥8％，优选为至少有三个道次的变形量≥10％。本发明设计了上述轧制工艺以控制钢的晶粒度，抑制带状组织的产生，得到理想的轧态组织。
本发明在坯料轧成钢板之后，采用正火后加速冷却的热处理工艺，以便进一步细化晶粒、减少带状组织、控制合理的针状铁素体和贝氏体所占的比例，具体为：正火温度为880～930℃，优选为900～910℃；保温时间为成品钢板厚度×(1～3)分钟，成品钢板厚度单位mm，优选为成品钢板厚度×(1.2～2)分钟。钢板出正火炉后，可以通过喷水或喷雾的方式进行正火后的加速冷却，其冷却速度应控制在5～40℃/秒范围内，优选为8～30℃/秒；终冷温度应控制在560～680℃，优选为610～650℃。其中，终冷温度为利用以数学模型计算出的钢板厚内1/4位置上的温度值。
经过上述制造工艺处理，钢板将获得金相组织为：在靠近钢板上下表面的、占总厚度至少20％的厚度范围内，其金相组织中针状铁素体和贝氏体所占的比例应达到50％以上，且在该厚度范围内没有明显的带状组织。钢板其余厚度区域内的金相组织则为以铁素体+珠光体为主的传统的碳锰钢“正火”组织。
与传统的“铁素体+珠光体”为主的正火钢金相组织相比，本发明的金相组织在靠近钢板表面的、占总厚度至少20％的厚度范围内形成了一条少有带状组织、少有“氢陷阱”的隔离区带，可起到阻滞氢离子向钢板中心“侵入”的作用，从而大大改善钢的抗HIC性能；且本发明的金相组织中，针状铁素体和贝氏体所占的比例较高，有利于在同等碳当量的前提下，提高钢的抗拉强度和屈服强度。
本发明按照上述成分设计和工艺要求制造出的压力容器用Q370R厚钢板，该钢板的各项产品特性除了符合GB 713-2014中Q370R的常规要求之外，还满足下列多项附加性能：
(1)良好的抗HIC特性，要求按照NACE TM0248中的A溶液浸泡96小时后，裂纹长度率CLR≤5％、裂纹厚度率CTR≤1.5％、裂纹敏感率CSR≤0.5％等；
(2)良好的抗SSCC特性，要求按照NACE TM0177中的A溶液，采用B方法，加载80％屈服强度载荷，浸泡720小时后没有断裂；
(3)良好的Z向性能，要求按照GB/T 5313-2010标准试验，其断面收缩率Z≥35％(钢板厚度≥15mm时)；
(4)良好的焊接性，如要求Ceq≤0.46％等；
(5)-20℃夏比横向冲击试验冲击功(折换成10×10mm标准试样)平均≥100J，单个冲击试样最小冲击功≥80J；
(6)良好的耐高温长时PWHT特性，要求经620℃×8小时的PWHT(焊后热处理)后，钢板的常规性能以及抗HIC性能、抗SSCC性能、Z向性能仍能满足前述要求。
本发明的有益效果：
本发明设计了一种用来制造10～60mm厚的压力容器用Q370R-HIC钢板，该钢板除能符合GB 713-2014中Q370R钢板的基本要求之外，还具有良好的抗HIC特性，良好的抗SSCC特性，良好的Z向性能，良好的焊接性，经620℃×8小时的PWHT(焊后热处理)后，钢板的常规性能以及抗HIC性能、抗SSCC性能、Z向性能仍能满足前述要求，具有良好的耐高温长时PWHT特性；此外，还具有良好的低温冲击韧性、可制造性和相对较低的生产成本。
附图说明
图1为本发明实施例1的金相组织照片。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明做进一步说明。
实施例1
某项目为制造在含H2S介质环境下使用的10mm壁厚的压力容器，需10mm厚的Q370R-HIC钢板，除要求碳当量Ceq≤0.46％外，其他具体要求如表1。
本实施例中，实际坯料的化学成分如表2所示，具体制造工艺参数如表3所示，具体过程如下：
上述坯料厚度为250mm，与成品钢板厚度之比达到了25倍；该坯料采用连铸工艺生产，其钢水由氧气转炉冶炼，并经LF精炼和RH真空处理。在连铸生产过程中，采用低温浇铸、凝固末端轻压下等措施以减少其中心偏析，使铸坯中心位置上的碳含量控制在0.16％以下，中心偏析指数控制在1.15以下。
其加热采用普通碳锰钢的加热工艺，轧制则采用两阶段轧制工艺。其中，第一阶段采用普通碳锰钢相同的粗轧轧制工艺，第二阶段则采用如下控轧工艺：开轧厚度为40mm，开轧温度为885℃，终轧温度控制在790℃，最终轧成10mm的轧制钢板，且期间有3个连续道次的变形量超过了10％。
上述坯料轧成的10mm钢板采用正火后加速冷却的工艺进行热处理，其中：正火温度为900℃，保温时间为15分钟；钢板出正火炉后，通过喷水方式进行正火后的加速冷却，其冷却速度30℃/秒，终冷温度(利用以数学模型计算出的钢板厚内1/4位置上的温度值)为615℃。
经上述热处理工艺处理后，10mm钢板在靠近钢板上下表面各约2mm的厚度范围内，针状铁素体和贝氏体所占的比例都达到了50％以上，且在该厚度范围内没有明显的带状组织，其金相组织如图1所示。
上述10mm Q370R钢板按照GB713-2014相关标准进行了机械性能检测，具体是，HIC试验，要求按照NACE TM0248中的A溶液浸泡96小时后，检测裂纹长度率CLR、裂纹厚度率CTR、裂纹敏感率CSR等；SSCC试验，要求按照NACE TM0177中的A溶液，采用B方法，加载80％屈服强度载荷，浸泡720小时；Z向拉伸试验，要求按照GB/T 5313-2010标准试验，钢板厚度≥15mm时，检测其断面收缩率Z；耐高温长时PWHT特性，要求经620℃×8小时的PWHT(焊后热处理)后，再次检测钢板的上述各项性能，具体检测结果如表4所示。
实施例2
某项目为制造在含H2S介质环境下使用的60mm壁厚的压力容器，需60mm厚的Q370R-HIC钢板，除要求碳当量Ceq≤0.46％外，其他具体要求如表1。
本实施例中，实际坯料的化学成分如表2所示，具体制造工艺参数如表3所示，其中使铸坯中心位置上的碳含量控制在0.175％以下，中心偏析指数控制在1.15以下，其他同实施例1。
经热处理工艺处理后，60mm钢板在靠近钢板上下表面各约12mm的厚度范围内，针状铁素体和贝氏体所占的比例都达到了50％以上，且在该厚度范围内没有明显的带状组织，其金相组织与图1相似。
本实施例60mm Q370R钢板按照GB713-2014相关标准进行了机械性能检测，具体同实施例1，检测结果如表4所示。
实施例3
某项目为制造在含H2S介质环境下使用的46mm壁厚的压力容器，需46mm厚的Q370R-HIC钢板，除要求碳当量Ceq≤0.46％外，其他具体要求如表1。
本实施例中，实际坯料的化学成分如表2所示，具体制造工艺参数如表3所示，其中使铸坯中心位置上的碳含量控制在0.171％以下，中心偏析指数控制在了1.15以下，其他同实施例1。
经上述热处理工艺处理后，46mm钢板在靠近钢板上下表面各约9.2mm的厚度范围内，针状铁素体和贝氏体所占的比例都达到了50％以上，且在该厚度范围内没有明显的带状组织，其金相组织与图1相似。
本实施例中46mm Q370R钢板按照GB713-2014相关标准进行了机械性能检测，具体同实施例1，检测结果如表4所示。
实施例4
某项目为制造在含H2S介质环境下使用的15mm壁厚的压力容器，需10mm厚的Q370R-HIC钢板，除要求碳当量Ceq≤0.46％外，其他具体要求如表1。
本实施例中，实际坯料的化学成分如表2所示，具体制造工艺参数如表3所示，其中使铸坯中心位置上的碳含量控制在0.14％以下，中心偏析指数控制在了1.15以下，其他同实施例1。
经上述热处理工艺处理后，15mm钢板在靠近钢板上下表面各约3mm的厚度范围内，针状铁素体和贝氏体所占的比例都达到了50％以上，且在该厚度范围内没有明显的带状组织，其金相组织与图1相似。
本实施例中15mm Q370R钢板按照GB713-2014相关标准进行了机械性能检测，具体同实施例1，检测结果如表4所示。
实施例5
某项目为制造在含H2S介质环境下使用的60mm壁厚的压力容器，需60mm厚的Q370R-HIC钢板，除要求碳当量Ceq≤0.46％外，其他具体要求如表1。
本实施例中，实际坯料的化学成分如表2所示，具体制造工艺参数如表3所示，其中使铸坯中心位置上的碳含量控制在0.19％以下，中心偏析指数控制在了1.15以下，其他同实施例1。
经上述热处理工艺处理后，60mm钢板在靠近钢板上下表面各约12mm的厚度范围内，针状铁素体和贝氏体所占的比例都达到了50％以上，且在该厚度范围内没有明显的带状组织，其金相组织与图1相似。
本实施例60mm Q370R钢板按照GB713-2014相关标准进行了机械性能检测，具体同实施例1，检测结果如表4所示。
实施例6
某项目为制造在含H2S介质环境下使用的10mm壁厚的压力容器，需10mm厚的Q370R-HIC钢板，除要求碳当量Ceq≤0.46％外，其他具体要求如表1。
本实施例中，实际坯料的化学成分如表2所示，具体制造工艺参数如表3所示，其中使铸坯中心位置上的碳含量控制在0.14％以下，中心偏析指数控制在了1.15以下，其他同实施例1。
经上述热处理工艺处理后，10mm钢板在靠近钢板上下表面各约2mm的厚度范围内，针状铁素体和贝氏体所占的比例都达到了50％以上，且在该厚度范围内没有明显的带状组织，其金相组织与图1相似。
本实施例中10mm Q370R钢板按照GB713-2014相关标准进行了机械性能检测，具体同实施例1，检测结果如表4所示。
由表4可知，本发明制备的成品钢板的各项性能都达到了表1的预定目标，具体是：除了符合GB 713-2014中Q370R的常规要求之外，还满足了下列多项附加性能：
(1)良好的抗HIC特性，要求按照NACE TM0248中的A溶液浸泡96小时后，裂纹长度率CLR≤5％、裂纹厚度率CTR≤1.5％、裂纹敏感率CSR≤0.5％等；
(2)良好的抗SSCC特性，要求按照NACE TM0177中的A溶液，采用B方法，加载80％屈服强度载荷，浸泡720小时后没有断裂；
(3)良好的Z向性能，要求按照GB/T 5313-2010标准试验，其断面收缩率Z≥35％(钢板厚度≥15mm时)；
(4)良好的焊接性，如要求Ceq≤0.46％等；
(5)-20℃夏比横向冲击试验冲击功(折换成10×10mm标准试样)平均≥100J，单个冲击试样最小冲击功≥80J；
(6)良好的耐高温长时PWHT特性，要求经620℃×8小时的PWHT(焊后热处理)后，钢板的常规性能以及抗HIC性能、抗SSCC性能、Z向性能仍能满足前述要求。

Claims (13)

1.一种具有良好抗HIC、SSCC特性的Q370R压力容器用厚钢板，其化学成分重量百分比为：C：0.12～0.17％、Si：0.15～0.40％、Mn：1.40～1.65％、Cu：0.10～0.30％、Ni：0.10～0.30％、Mo：0.05～0.08％、Nb：0.015～0.040％、V：0.015～0.050％、P≤0.012％、S≤0.002％，其余为Fe及不可避免的杂质，且上述元素需同时满足如下关系：
1)当0.0005％≤S≤0.002％时，2.0≤Ca/S≤4.0；
当S＜0.0005％时，Ca≤0.002％；
2)530≤RMCeq≤610，其中，
RMCeq＝720*C+100*(Mn+Si)+35*(Cu+Ni)+500*Nb+260*V+260；
3)Ceq≤0.46％，其中，Ceq＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15；
所述Q370R压力容器用厚钢板的金相组织为：在靠近钢板上下表面的、至少占总厚度20％的厚度范围内，其金相组织中针状铁素体和贝氏体所占的比例达到50％以上，且没有明显的带状组织；钢板其余区域内的金相组织为以铁素体+珠光体为主的碳锰钢“正火”组织。
2.根据权利要求1所述的具有良好抗HIC、SSCC特性的Q370R压力容器用厚钢板，其特征在于，所述Q370R压力容器用厚钢板的裂纹长度率CLR≤5％、裂纹厚度率CTR≤1.5％、裂纹敏感率CSR≤0.5％；加载80％屈服强度载荷、浸泡720小时后没有断裂；在经620℃×8小时的PWHT后，仍满足上述性能要求。
3.如权利要求1所述的具有良好抗HIC、SSCC特性的Q370R压力容器用厚钢板的制造方法，其包括如下步骤：
1)冶炼、铸造
按权利要求1所述化学成分进行冶炼、炉外精炼和连铸，其中，坯料的厚度为成品钢板厚度的4倍以上，连铸过程中，控制铸坯的中心偏析指数≤1.2，所述中心偏析指数＝铸坯中心位置上的碳含量与铸坯平均碳含量之比；
2)热轧
铸坯加热后进行粗轧、控轧，控轧过程中，铸坯开轧厚度不小于成品钢板厚度的1.8倍，开轧温度为830～920℃，终轧温度为770～830℃，至少有三个道次的变形量≥8％；
3)热处理
正火温度为880～930℃，保温时间为成品钢板厚度×(1～3)分钟，成品钢板厚度单位mm；正火结束后水冷，冷却速度为5～40℃/秒，终冷温度为560～680℃。
4.根据权利要求3所述的具有良好抗HIC、SSCC特性的Q370R压力容器用厚钢板的制造方法，其特征在于，步骤1)中，坯料的厚度为成品钢板厚度的6倍以上。
5.根据权利要求3所述的具有良好抗HIC、SSCC特性的Q370R压力容器用厚钢板的制造方法，其特征在于，步骤1)中，控制铸坯的中心偏析指数≤1.15。
6.根据权利要求3所述的具有良好抗HIC、SSCC特性的Q370R压力容器用厚钢板的制造方法，其特征在于，步骤2)中，铸坯开轧厚度不小于成品钢板厚度的2.2倍。
7.根据权利要求3所述的具有良好抗HIC、SSCC特性的Q370R压力容器用厚钢板的制造方法，其特征在于，步骤2)中，开轧温度为850～890℃。
8.根据权利要求3所述的具有良好抗HIC、SSCC特性的Q370R压力容器用厚钢板的制造方法，其特征在于，步骤2)中，终轧温度为780～820℃。
9.根据权利要求3所述的具有良好抗HIC、SSCC特性的Q370R压力容器用厚钢板的制造方法，其特征在于，步骤2)中，控轧过程中至少三个道次的变形量≥10％。
10.根据权利要求3所述的具有良好抗HIC、SSCC特性的Q370R压力容器用厚钢板的制造方法，其特征在于，步骤3)中，正火温度为900～910℃；保温时间为成品钢板厚度×(1.2～2)分钟，成品钢板厚度单位mm。
11.根据权利要求3所述的具有良好抗HIC、SSCC特性的Q370R压力容器用厚钢板的制造方法，其特征在于，步骤3)中，冷却速度为8～30℃/秒。
12.根据权利要求3所述的具有良好抗HIC、SSCC特性的Q370R压力容器用厚钢板的制造方法，其特征在于，步骤3)中，终冷温度为610～650℃。
13.根据权利要求3-12任一项所述的具有良好抗HIC、SSCC特性的Q370R压力容器用厚钢板的制造方法，其特征在于，所述Q370R压力容器用厚钢板的裂纹长度率CLR≤5％、裂纹厚度率CTR≤1.5％、裂纹敏感率CSR≤0.5％；加载80％屈服强度、载荷浸泡720小时后没有断裂；在经620℃×8小时的PWHT后，仍满足上述性能要求。
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