CN105671436B - 抗高温pwht软化的低焊接裂纹敏感系数原油储罐用高强韧性钢板及其制造方法 - Google Patents

抗高温pwht软化的低焊接裂纹敏感系数原油储罐用高强韧性钢板及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种抗高温PWHT软化的低焊接裂纹敏感系数原油储罐用高强韧性钢板及其制造方法，所述钢板的化学成分按质量百分比含量包括：C：0.07％‑0.12％、Si：0.15％‑0.30％、Mn：1.40％‑1.60％、S≤0.010％、P≤0.015％、Mo：0.05％‑0.15％，Ni：0.20％‑0.35％，Nb：0.015％‑0.035％、V：0.030％‑0.060％、Ti：0.010％‑0.030％，Alt：0.015％‑0.045％，O≤0.0030％，N 0.0020％‑0.0045％，H≤0.00015％，其余为Fe和不可避免的微量杂质。本发明的原油储罐用钢板在具有高强韧性、抗高温PWHT软化性能的同时，还具有较低的焊接裂纹敏感系数和再热裂纹敏感系数，适合10万m3‑15万m3大型原油储罐建造。

Description

抗高温PWHT软化的低焊接裂纹敏感系数原油储罐用高强韧性 钢板及其制造方法
技术领域
本发明属于10万m3-15万m3大型原油储罐用高强韧性钢板制造领域，特别涉及一种抗高温模拟焊后热处理(PWHT)软化的低焊接裂纹敏感系数高强韧性大型原油储罐用钢板及其制备方法。
背景技术
大型原油储罐用高强韧性钢板一般要求屈服强度≥490MPa以上，抗拉强度为610-730MPa，断后伸长率≥17％，20横向冲击功≥80J，钢板以调质状态交货。为确保钢板兼备高强韧性及良好焊接质量，一般采用低碳成分设计，科学合理的复合添加Mn、Si、Ni、Mo、Nb、V、Ti多种合金元素。另外，这类大型原油储罐一般位于沿海地区，复杂苛刻的海洋性气候，大线能量焊接导致油罐在焊缝质量控制难度加大。因此，为防止钢板焊接过程冷裂纹和再热裂纹的产生，10万m3-15万m3大型原油储罐用高强韧性钢板的技术文件一般均对低焊接裂纹敏感系数(Pcm)、再热裂纹敏感系数(PSR)有严格的规定。
为改善焊接接头的显微组织和力学性能，消除焊接残余应力，大型原油储罐的关键部位在焊接成型后，一般都需要进行焊后热处理。毫无避免的，靠近焊缝处的母材经历相应的热处理后，母材钢板的力学性能有下降的趋势。因此，为确保大型储罐的安全运行，大多储罐设计文件要求32mm-40mm的厚钢板具有抗高温PWHT软化性能，即：钢板经过淬火+回火热处理后，需额外进行高温、缓慢加热、长时间保温的模拟焊后热处理(PWHT)，模拟焊后热处理后的力学性能指标满足标准或具体工程设计文件要求。
目前已公布的关于原油储罐用钢板的专利文献(例如：CN 102936684 A)采用TMCP+回火热处理的低成本工艺路线生产16-32mm厚度储油罐用12MnNiVR钢板。其制备过程中钢板中添加了较多Mo、Ni等贵金属，尤其是32mm厚度钢板对应的实施例，Mo含量为0.25％，Ni含量为0.40％，Cr含量为0.25％。一方面，这些贵金属的添加导致成本大幅增加，低成本生产失去意义；另一方面，没有考虑钢板Pcm和PSR控制，焊接过程中产生冷裂纹和再热裂纹倾向增加，建造风险加大。对于原油储罐用钢，一般需要对30mm厚度以上的钢板进行模拟焊后热处理，该发明中没有涉及这一重要过程。另外，实施例的屈服强度在530MPa-575MPa，抗拉强度为635MPa-675MPa，经过高温、缓慢加热、长时间保温模拟焊后热处理后，钢板的强度将不能保证。
发明内容
本发明主要目的在于克服经保温模拟焊后热处理后钢板的强度无法保证的缺陷，通过合理的化学成分设计，采用控制轧制与在线控制冷却及淬火+回火工艺生产用于建造10万m3-15万m3大型原油储罐的抗高温PWHT软化的低焊接裂纹敏感系数高强韧性钢板。
为实现上述目的，本发明的抗高温PWHT软化的低焊接裂纹敏感系数大型原油储罐用高强韧性钢板，其化学成分(重量％)为：
C：0.07％-0.12％、Si：0.15％-0.30％、Mn：1.40％-1.60％、S≤0.010％、P≤0.015％、Mo：0.05％-0.15％，Ni：0.20％-0.35％，Nb：0.015％-0.035％、V：0.030％-0.060％、Ti：0.010％-0.030％，Alt：0.015％-0.045％，其余为Fe和微量杂质。
优选的，所述钢板中气体元素含量为为：O≤0.0030％，N：0.0020％-0.0045％，H≤0.00015％。Pcm≤0.21％，PSR≤-0.50％。
优选地，钢板厚度为20-30mm时，其化学成分及重量百分比含量为：
C：0.09％-0.12％、Si：0.15％-0.30％、Mn：1.45％-1.55％、S≤0.008％、P≤0.015％、Mo：0.06％-0.10％，Ni：0.20％-0.25％，Nb：0.020％-0.030％、V：0.045％-0.055％、Ti：0.015％-0.025％，Alt：0.020％-0.040％，O≤0.0025％，N：0.0020％-0.0045％，H≤0.00015％。Pcm≤0.21％，PSR≤-0.50％，其余为Fe和微量杂质。
优选地，钢板厚度为30-40mm时，其化学成分及重量百分比含量为：
C：0.07％-0.11％、Si：0.15％-0.30％、Mn：1.45％-1.55％、S≤0.005％、P≤0.010％、Mo：0.08％-0.13％，Ni：0.25％-0.30％，Nb：0.020％-0.030％、V：0.045％-0.055％、Ti：0.015％-0.025％，Alt：0.020％-0.040％，O≤0.0020％，N：0.0020％-0.0045％，H≤0.00015％。Pcm≤0.21％，PSR≤-0.50％，其余为Fe和微量杂质。
优选的，所述钢板的晶相组织主体为板条贝氏体和粒状贝氏体。
本发明的另一个目的是提供上述抗高温PWHT软化的低焊接裂纹敏感系数大型原油储罐用高强韧性钢板的制备方法，该方法经钢坯加热、成型轧制、成型轧制后的钢板控制冷却、缓冷、淬火+回火热处理、淬火+回火热处理后的高温模拟焊后热处理等步骤制备获得钢板。
本发明提供的方法包括：
a)钢坯条件：钢坯出炉温度控制在1170-1220℃；
b)轧制条件：钢坯精轧开轧温度为860-900℃，精轧开轧厚度为成品钢板厚度的3.0-3.5倍；
c)冷却条件：最终成型轧制后，钢板的开始冷却温度为800℃，终止冷却温度为630-660℃，冷却速度为7-12℃/s；
d)缓冷条件：钢板经过在线冷却后，堆垛缓冷时间≥36小时；
e)淬火+回火热处理：淬火温度为930-950℃，淬火保温时间为20-45min，回火温度为620-660℃，回火保温时间为20-30min；
f)模拟焊后热处理：加热温度为570～600℃，保温时间≥180min。
优选地，对于20-25mm厚度钢板，钢坯精轧开轧温度为880-900℃，精轧开轧厚度为成品钢板厚度的3.5倍。开始冷却温度为800℃，终止冷却温度为650-660℃，冷却速度为7℃/s。淬火温度为930℃，保温时间为20min，回火温度为650-670℃，保温时间为20min。
优选地，对于＞25-30mm厚度钢板，钢坯精轧开轧温度为870-880℃，精轧开轧厚度为成品钢板厚度的3.0倍。开始冷却温度为800℃，终止冷却温度为640-650℃，冷却速度为7℃/s，钢板堆垛缓冷≥36小时。淬火温度为930℃，保温时间为30min，回火温度为640-650℃，保温时间为25min。
优选地，对于＞30-40mm厚度钢板，钢坯精轧开轧温度为860-870℃，精轧开轧厚度为成品钢板厚度的3.0倍。开始冷却温度为800℃，终止冷却温度为630-640℃，冷却速度为7℃/s，钢板堆垛缓冷≥36小时。淬火温度为930℃，保温时间为45min，回火温度为620-640℃，保温时间为30min。
优选地，对于＞30-40mm厚度钢板，淬火+回火后钢板经过加热温度为570～600℃，保温时间≥180min的模拟焊后热处理。室温至300℃升温过程中，升温速度不进行控制，300℃以上升温速度≤5℃/min。300℃至室温的降温过程中，采用自然冷却，300℃以上降温速度≤5℃/min。
上述钢板的化学成分设计原理如下：
碳(C)：碳作是钢中提高强韧性最有效的元素之一，是材料获得强度的主要合金元素。但对钢中过高的C对焊接性能不利，特别是在大线能量焊接时，焊接裂纹敏感性增加。过高的C含量对低温冲击韧性也会产生不利影响。因此，本发明将钢中碳含量控制在0.12％以下。
硅(Si)：硅是钢中最基本的元素之一，对提高钢的强度、净化铁素体起着有利作用。当硅的含量适当时可使钢具有良好的综合性能。为了降低Pcm系数，获得良好的机械性能，故本发明将钢中硅的含量控制在0.15％-0.30％。
锰(Mn)：一方面，Mn为奥氏体稳定性元素，可以扩大奥氏体相区，降低钢的临界冷却速度，推迟过冷奥氏体分解。Mn具有细化铁素体晶粒，改善低温韧性作用。另外，对于淬火+回火热处理大型原油储罐高强韧性钢板，Mn元素是经济型的有效提高淬透性的合金元素。另一方面，Mn含量较高时，将导致铸坯中的偏析倾向增加，钢板的回火脆性敏感性增大，加之大型原油储罐的建造一般位于沿海地区，焊接成型环境恶劣，焊接线能量输入大，Mn含量的过度增加将提高Pcm，焊接热影响区韧性控制难度增大。因此，综合考虑该钢板，Mn含量控制在1.40％-1.60％，优选的控制范围为1.45％-1.55％。
钼(Mo)：Mo可以显著提高钢的淬透性，降低回火脆性。Mo含量低于0.05％时，难以起到上述作用，超过0.20％时，作用效果达到饱和，且成本较高。另外，Mo含量过高时，PSR增加，再热裂纹敏感性增强，不利于焊接过程。因此，钢中Mo含量控制在0.05-0.15％。
镍(Ni)：提高钢的淬透性，明显改善低温韧性。但因其成本较高、不利Pcm的控制，因此，钢中的Ni含量控制在0.20％-0.40％。
铌，钒(Nb，V)：鉴于钢中采用低碳成分设计，C含量的降低对钢的强度损失影响较大，添加铌、钛微合金元素主要起到细晶强化和沉淀强化的作用，推迟奥氏体再结晶、阻止奥氏体晶粒长大。当Nb和V均为焊接再热裂纹敏感性元素，不宜添加过高，因此，本发明钢中的Nb和V的含量分别控制在0.015％-0.035％和V：0.030％-0.060％。
钛(Ti)：本发明钢中可以加入少量Ti。Ti与钢中N结合生成稳定性很高的TiN粒子，TiN粒子具有抑制焊接热影响区奥氏体晶粒的过分长大，改善焊接热影响区的低温韧性。同时屈服强度变化不大的情况下，通过适当工艺的实施，微量Ti可以提高钢板的抗拉强度。本发明中Ti含量控制在0.010％-0.030％。
铝(Alt)：作为，Al是高效脱氧剂，一定含量的Al可以确保钢中O含量在较低水平，对钢水的脱S也会产生积极的影响。但是Alt含量过高，导致B类夹杂物的增加，对钢的纯净度有害。因此本发明中钢中的Alt含量控制在0.015％-0.045％；
磷(P)：P是晶界偏析元素，为降低回火脆性，应当尽量降低钢中P含量。本发明的钢中P含量控制在0.015％以下。
硫(S)：硫在钢中形成硫化物，对钢的韧性不利。因此，应当尽量降低钢中硫含量以减少硫化物数量和级别。本发明的钢中S含量控制在0.010％以下。
氧(O)：钢中的氧与其他合金元素形成氧化物通常以大颗粒夹杂物存在，对钢板的强韧性有破坏作用。因此，应尽可能的降低钢中的O含量。
氮(N)：钢中的N可与Ti形成微细的Ti氮化物，这种细小氮化物可以抑制大线能量焊接导致奥氏体晶粒过分长大，提高焊接热影响区的低温冲击韧性。一般控制在0.001％-0.006％。将导致固溶N的形成，降低母材和焊接热影响区的韧性。
氢(H)：钢中的H为有害元素，含量过高将对低温冲击韧性产生不利影响。
本发明的原油储罐用钢板在具有高强韧性、抗高温PWHT软化性能的同时，还具有较低的焊接裂纹敏感系数和再热裂纹敏感系数，适合大线能量焊接。
附图说明
图1为本发明实施例中32mm厚度钢板1/4厚度处金相照片。
图2为本发明实施例中32mm厚度钢板1/2厚度处金相照片。
图3为本发明实施例中32mm厚度钢板3/4厚度处金相照片。
具体实施方式
如下通过以下具体实施例来对本发明进行进一步说明，其仅用作对本发明的解释而并非限制。
实施例1
钢板的化学成分及重量百分比含量为：
C：0.10％、Si：0.21％、Mn：1.53％、S：0.007％、P：0.013％、Mo：0.07％，Ni：0.24％，Nb：0.023％、V：0.051％、Ti：0.016％，Alt：0.021％，O：0.0023％，N：0.0038％，H：0.00015％，其余为Fe和微量杂质。Pcm为0.20％，PSR为-1.11％。其中
Pcm＝C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B
PSR＝Cr+Cu+2Mo+10V+7Nb+5Ti-2
本实施例的抗高温PWHT软化的低焊接裂纹敏感系数大型原油储罐用高强韧性钢板的制造方法如下：
(1)冶炼：铁水经过KR预处理、120吨顶底复吹转炉冶炼、120吨LF钢包炉精炼、120吨RH真空脱气精炼及板坯连铸机等工艺过程制得断面尺寸为300mm×2200mmm的连铸坯，采用步进梁式加热炉进行加热。
(2)钢坯加热：钢坯出炉温度控制在1170-1220℃。
(3)轧制条件：采用4300mm双机架轧制成钢板，成品钢板厚度为22mm。钢坯精轧开轧温度为900℃，钢坯精轧开轧厚度为成品钢板厚度的3.5倍。
(4)轧制条件：开始冷却温度为800℃，终止冷却温度为655℃，冷却速度为7℃/s。
(5)缓冷条件：钢板经过在线冷却后，钢板堆垛缓冷36小时。
(6)淬火热处理：淬火温度为930℃，淬火保温时间为20min。
(7)回火热处理：回火温度为655℃，回火保温时间为20min。
实施例2
本发明的方法所生产的钢板的化学成分及重量百分比含量为：
C：0.09％、Si：0.22％、Mn：1.50％、S：0.005％、P：0.012％、Mo：0.08％，Ni：0.22％，Nb：0.024％、V：0.050％、Ti：0.016％，Alt：0.025％，O：0.0024％，N：0.0036％，H：0.00015％，其余为Fe和微量杂质。Pcm为0.19％，PSR为-1.09％。其中，Pcm＝C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B，PSR＝Cr+Cu+2Mo+10V+7Nb+5Ti-2。
本实施例的生产制备方法工艺过程及连铸坯断面尺寸同实施例1，区别在于：
(1)钢板最终轧制厚度为27mm，钢坯精轧开轧温度为880℃，钢坯精轧开轧厚度为成品钢板厚度的3.0倍。
(2)轧制条件：开始冷却温度为800℃，终止冷却温度为645℃，冷却速度为7℃/s。
(3)缓冷条件：钢板经过在线冷却后，钢板堆垛缓冷36小时。
(4)淬火热处理：淬火温度为930℃，淬火保温时间为30min。
(5)回火热处理：回火温度为645℃，回火保温时间为25min。
实施例3
根据本发明的方法所生产的钢板的化学成分及重量百分比含量为：
C：0.08％、Si：0.21％、Mn：1.55％、S：0.002％、P：0.010％、Mo：0.10％，Ni：0.25％，Nb：0.026％、V：0.050％、Ti：0.017％，Alt：0.027％，O：0.0020％，N：0.0033％，H：0.00015％，其余为Fe和微量杂质。Pcm为0.18％，PSR为-1.03％。其中，Pcm＝C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B，PSR＝Cr+Cu+2Mo+10V+7Nb+5Ti-2。
本实施例的生产制备方法工艺过程及连铸坯断面尺寸同实施例1，区别在于：
(1)钢板最终轧制厚度为32mm，钢坯精轧开轧温度为870℃，钢坯精轧开轧厚度为成品钢板厚度的3.0倍。
(2)轧制条件：开始冷却温度为800℃，终止冷却温度为635℃，冷却速度为7℃/s。
(3)缓冷条件：钢板经过在线冷却后，钢板堆垛缓冷48小时。
(4)淬火热处理：淬火温度为930℃，淬火保温时间为40min。
(5)回火热处理：回火温度为635℃，回火保温时间为30min。
(6)模拟焊后热处理：加热温度为595℃，保温时间为200min，室温至300℃升温过程中，升温速度不进行控制，300℃以上升温速度为2.0℃/min。300℃至室温的降温过程中，采用自然冷却，300℃以上降温速度为3.2℃/min。
实施例4
本实施例的生产制备方法工艺过程、钢板的化学成分及重量百分比含量、连铸坯断面尺寸、钢板最终轧制厚度、轧制条件、冷却条件、缓冷条件、淬火热处理、回火热处理条件同实施例3，区别在于：
淬火+回火后的钢板进行模拟焊后热处理，加热温度为595℃，保温时间为200min，室温至300℃升温过程中，升温速度不进行控制，300℃以上升温速度为2.0℃/min。300℃至室温的降温过程中，采用自然冷却，300℃以上降温速度为3.2℃/min。
实施例5
根据本发明的方法所生产的钢板的化学成分及重量百分比含量为：
C：0.08％、Si：0.21％、Mn：1.55％、S：0.002％、P：0.010％、Mo：0.10％，Ni：0.25％，Nb：0.026％、V：0.050％、Ti：0.017％，Alt：0.027％，O：0.0020％，N：0.0033％，H：0.00015％，其余为Fe和微量杂质。Pcm为0.18％，PSR为-1.03％。其中
Pcm＝C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B
PSR＝Cr+Cu+2Mo+10V+7Nb+5Ti-2。
本实施例的生产制备方法工艺过程及连铸坯断面尺寸同实施例1，区别在于：
(1)钢板最终轧制厚度为40mm，钢坯精轧开轧温度为860℃，钢坯精轧开轧厚度为成品钢板厚度的3.0倍。
(2)轧制条件：开始冷却温度为800℃，终止冷却温度为630℃，冷却速度为7℃/s。
(3)缓冷条件：钢板经过在线冷却后，钢板堆垛缓冷48小时。
(4)淬火热处理：淬火温度为930℃，淬火保温时间为45min。
(5)回火热处理：回火温度为625℃，回火保温时间为30min。
实施例6
本实施例的生产制备方法工艺过程、钢板的化学成分及重量百分比含量、连铸坯断面尺寸、钢板最终轧制厚度、轧制条件、缓冷条件、淬火热处理、回火热处理条件同实施例5，区别在于：
淬火+回火后的钢板进行模拟焊后热处理，加热温度为595℃，保温时间为240min，室温至300℃升温过程中，升温速度不进行控制，300℃以上升温速度为1.5℃/min。300℃至室温的降温过程中，采用自然冷却，300℃以上降温速度2.1℃/min。
对以上实施例1至实施例6中制备的抗高温PWHT软化的低焊接裂纹敏感系数大型原油储罐用高强韧性钢板进行室温力学性能测试，试样结果如表1所示。
表1根据本发明的力学性能
注：(1)拉伸试样平行段长度为S0＝t×b。其中，S0为试样平行段横截面积，t为钢板厚度；b拉伸试样平行段宽度为25mm。
(2)横向冲击试样尺寸为10mm×10mm×55mm，冲击试样的轴线位于钢板t/4处。
通过以上实施例1至实施例6及表1可以看出，本发明的钢板至少存在以下优点：
(1)通过低C成分设计，科学合理的添加Si、Mn、Ni、Mo、V，可以有效确保批量生产的抗高温PWHT软化的低焊接裂纹敏感系数高强韧性大型原油储罐用钢板的焊接裂纹敏感系数控制在0.22％以下。
(2)通过科学合理的添加Mo、Nb、V、Ti，可以有效确保批量生产的抗高温PWHT软化的低焊接裂纹敏感系数大型原油储罐用高强韧性钢板的再热裂纹敏感系数控制在-1.0％以下。
(3)通过合理的化学成分设计以及合理的的热处理工艺实施，获得了以板条贝氏体和粒状贝氏体为主的显微组织类型，钢板厚度方向上组织均匀，晶粒细小，确保大型原油储罐用钢板具有较高的强度和良好的低温冲击韧性。
(4)通过合理的轧制温度、冷却制度、缓冷制度、淬火+回火热处理，可以有效确保批量生产的抗高温PWHT软化的低焊接裂纹敏感系数高强韧性大型原油储罐用钢板具有较高的强度和优良的低温冲击韧性。
(5)通过合理的轧制温度、冷却制度、缓冷制度、淬火+回火热处理以及模拟焊后热处理，可以有效确保批量生产的＞30mm厚度的抗高温PWHT软化的低焊接裂纹敏感系数高强韧性大型原油储罐用钢板具有优良的抗高温PWHT软化性能。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.抗高温PWHT软化的低焊接裂纹敏感系数原油储罐用高强韧性钢板，其特征在于，所述钢板的化学成分按质量百分比含量包括：C：0.07％-0.12％、Si：0.15％-0.30％、Mn：1.40％-1.60％、S≤0.010％、P≤0.015％、Mo：0.05％-0.15％，Ni：0.20％-0.35％，Nb：0.015％-0.035％、V：0.030％-0.060％、Ti：0.010％-0.030％，Alt：0.015％-0.045％，O≤0.0030％，N 0.0020％-0.0045％，H≤0.00015％，其余为Fe和不可避免的微量杂质；所述钢板经模拟焊后热处理，加热温度为570～600℃，保温时间≥180min；所述钢板的焊接裂纹敏感系数Pcm≤0.21％，再热裂纹敏感性系数PSR≤-0.50％。
2.如权利要求1所述的抗高温PWHT软化的低焊接裂纹敏感系数原油储罐用高强韧性钢板，其特征在于，所述钢板厚度为20-30mm时，其化学成分及重量百分比含量为：
C：0.09％-0.12％、Si：0.15％-0.30％、Mn：1.45％-1.55％、S≤0.008％、P≤0.015％、Mo：0.06％-0.10％，Ni：0.20％-0.25％，Nb：0.020％-0.030％、V：0.045％-0.055％、Ti：0.015％-0.025％，Alt：0.020％-0.040％，O≤0.0025％，N：0.0020％-0.0045％，H≤0.00015％， Pcm≤0.21％，PSR≤-0.50％，其余为Fe和微量杂质。
3.如权利要求1所述的抗高温PWHT软化的低焊接裂纹敏感系数原油储罐用高强韧性钢板，其特征在于，所述钢板厚度为30-40mm时，其化学成分及重量百分比含量为：
C：0.07％-0.11％、Si：0.15％-0.30％、Mn：1.45％-1.55％、S≤0.005％、P≤0.010％、Mo：0.08％-0.13％，Ni：0.25％-0.30％，Nb：0.020％-0.030％、V：0.045％-0.055％、Ti：0.015％-0.025％，Alt：0.020％-0.040％，O≤0.0020％，N：0.0020％-0.0045％，H≤0.00015％， Pcm≤0.21％，PSR≤-0.50％，其余为Fe和微量杂质。
4.权利要求1-3任一抗高温PWHT软化的低焊接裂纹敏感系数原油储罐用高强韧性钢板的制造方法，包括以下步骤：
1)控制钢坯出炉温度在1170-1220℃；
2)钢坯精轧开轧温度为860-900℃，精轧开轧厚度为成品钢板厚度的3.0-3.5倍；
3)最终成型轧制后，钢板的开始冷却温度为≥800℃，终止冷却温度为630-660℃，冷却速度为7-12℃/s；
4)钢板经过在线冷却后，快速下线堆垛缓冷，缓冷时间≥36小时；
5)所述钢板经淬火和回火热处理，所述淬火温度为930-950℃，淬火保温时间为20-45min，回火温度为620-660℃，回火保温时间为20-30min；
6)对钢板进行模拟焊后热处理，加热温度为570～600℃，保温时间≥180min。
5.如权利要求4中所述的制造方法，其特征在于，钢板最终厚度为20-25mm时，钢坯精轧开轧温度为880-900℃，精轧开轧厚度为成品钢板厚度的3.5倍；步骤3)中开始冷却温度为800℃，终止冷却温度为650-660℃，冷却速度为7℃/s；淬火温度为930℃，保温时间为20min，回火温度为650-670℃，保温时间为20min。
6.如权利要求4中所述的制造方法，其特征是，钢板最终厚度为＞25-30mm时，钢坯精轧开轧温度为870-880℃，精轧开轧厚度为成品钢板厚度的3.0倍；步骤3)中开始冷却温度为800℃，终止冷却温度为640-650℃，冷却速度为7℃/s，淬火温度为930℃，保温时间为30min，回火温度为640-650℃，保温时间为25min。
7.如权利要求4中所述的制造方法，其特征是，钢板最终厚度为＞30-40mm时，钢坯精轧开轧温度为860-870℃，精轧开轧厚度为成品钢板厚度的3.0倍；步骤3)中开始冷却温度为800℃，终止冷却温度为630-640℃，冷却速度为7℃/s，淬火温度为930℃，保温时间为45min，回火温度为620-640℃，保温时间为30min。
8.如权利要求7中所述的制造方法，其特征是，淬火+回火后钢板经过加热温度为570～600℃，保温时间≥180min模拟焊后热处理；室温至300℃升温过程中，升温速度不进行控制，300℃以上升温速度≤5℃/min，300℃至室温的降温过程中，采用自然冷却，300℃以上降温速度≤5℃/min。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102131533B1 (ko) * 2018-11-29 2020-08-05 주식회사 포스코 고온강도가 우수한 중고온용 강판 및 그 제조방법
CN110527793B (zh) * 2019-09-06 2021-07-20 武汉科技大学 一种提高低铬型不锈钢焊接接头低温韧性的热处理方法
CN110983204B (zh) * 2019-12-03 2020-12-11 山东钢铁股份有限公司 一种工程机械用钢板及制备方法
CN112921239A (zh) * 2021-01-22 2021-06-08 新余钢铁股份有限公司 一种低屈强比12MnNiVR钢板及其生产方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7648597B2 (en) * 2004-07-07 2010-01-19 Jfe Steel Corporation Method for manufacturing high tensile strength steel plate
CN101215669B (zh) * 2008-01-08 2011-07-06 济南钢铁股份有限公司 一种大型石油储罐用高强度厚钢板及其低成本制造方法
KR101322067B1 (ko) * 2009-12-28 2013-10-25 주식회사 포스코 용접 후 열처리 저항성이 우수한 고강도 강판 및 그 제조방법
CN102277540B (zh) * 2010-06-10 2013-11-20 宝山钢铁股份有限公司 抗高温pwht软化的正火型钢板及其制造方法
CN102691007B (zh) * 2011-03-23 2013-09-04 宝山钢铁股份有限公司 抗高回火参数pwht脆化的低温用特厚钢板及制造方法
CN102242309B (zh) * 2011-06-30 2013-01-02 湖南华菱湘潭钢铁有限公司 大热输入焊接用含硼石油储罐钢板的生产方法
CN102230057B (zh) * 2011-06-30 2013-07-03 湖南华菱湘潭钢铁有限公司 采用直接淬火工艺生产石油储罐钢板的方法

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