CN105861945A - 一种高铬的铬钼钢板及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高铬的铬钼钢板及其生产方法，所述钢板由以下重量百分含量的组分组成：C：0.09%‑0.15%，Si：0.5%‑0.90%，Mn：0.30%‑0.60%，P≤0.007%，S≤0.005%，Cr：8.00%‑10%，Mo：0.90%‑1.1%，Cu≤0.20%，Ni：0.05%‑0.10%，Sb≤0.003%，Sn≤0.005%，As≤0.012%，余量为Fe和不可避免的杂质。所述生产方法包含冶炼模铸工序、加热轧制工序、热处理工序。本发明高铬铬钼钢板满足了国内电力设备化行业高强度、高韧性、高成型性能，可广泛用于国内电力设备的制造；钢板的冷弯性能好，材料制作时不开裂，回弹性好。

Description

一种高铬的铬钼钢板及其生产方法

技术领域

本发明属于钢铁冶炼技术领域，具体涉及一种高铬的铬钼钢板及其生产方法。

背景技术

近几年随着电力工业的持续发展，电力机组及热效率不断提高才能满足电力工业发展的需要，而电力机组的效率主要取决于蒸汽的压力和温度，传统铬钼钢虽然属于中温用钢，但在500℃以上高温下的力学性能满足不了电力设备日益苛刻的使用要求。为满足设备更高的使用温度和更高的压力，高铬铬钼钢板的尽快研发并投入应用变得尤为中要求。同时，国内设计院对电力设备制造用钢板的性能要求也起来越苛刻，特别是对低温韧性的要求也越来越高。同时伴随着设备的大型化，对设备的抗恶劣环境和极端环境的要求也越来越高，因此国内应尽快研发高铬铬钼钢板的生产。

发明内容

本发明目的是提供一种高铬的铬钼钢板及其生产方法，该钢板强度适中，冲击韧性良好，并且能够满足高温使用的要求，

为解决背景技术中存在的上述问题，本发明采用如下技术方案：一种高铬的铬钼钢板，所述钢板由以下重量百分含量的组分组成：C：0.09%-0.15%，Si：0.5%-0.90%，Mn：0.30%-0.60%，P≤0.007%，S≤0.005%，Cr：8.00%-10%，Mo：0.90%-1.1%，Cu≤0.20%，Ni：0.05%-0.10%，Sb≤0.003%，Sn≤0.005%，As≤0.012%，余量为Fe和不可避免的杂质。

本发明所述高铬的铬钼钢板厚度为10-40mm。

本发明的另一目的在于提供一种高铬的铬钼钢板的生产方法，所述生产方法包含冶炼模铸工序、加热轧制工序、热处理工序，各工序步骤如下：

（1）冶炼连铸工序：采用电弧炉或转炉方式冶炼，然后送入LF精炼炉内进行精炼并经过真空处理，之后经过模铸操作铸出钢锭化学成分如下：C：0.09%-0.15%，Si：0.5%-0.90%，Mn：0.30%-0.60%，P≤0.007%，S≤0.005%，Cr：8.00%-10%，Mo：0.90%-1.1%，Cu≤0.20%，Ni：0.05%-0.10%，Sb≤0.003%，Sn≤0.005%，As≤0.012%，余量为Fe和不可避免的杂质；

（2）加热轧制工序：所述钢锭放入均热炉内加热轧制，加热、保温均匀化，全程采用热轧工艺，在奥氏体再结晶温度以上，即950-1210℃范围内高速低压下轧制；

（3）热处理工序：轧制后钢板经过正火空冷，并经过高温回火处理，制得成品钢板。

本发明所述的加热轧制工序，采用热轧工艺，控制道次压下量≤10%，轧后进行在线空冷，保证钢板的表面质量及得到均匀细化的组织。

本发明所述步骤（3）热处理工序中，采用正火+高温回火的热处理工艺，正火空冷参数为：第一次正火温度为950-980℃，保温时间2×t min，t为钢板厚度，单位为mm，正火之后均在静止空气中冷却，之后再经过回火处理。

本发明所述步骤（3）热处理工序中，回火处理参数为：回火温度700-760℃，保温时间为5×t min，t为钢板厚度，单位为mm，保温后空冷制得成品钢板。

本发明所述步骤（2）加热轧制工序中，高速低压轧制具体条件为：轧制速度≥2500mm/s，道次压下量≤10% 。

本发明的设计思路：本发明产品采用Cr、Mo合金元素复合强化，经过合理的热处理工艺，获得了良好的强韧性匹配。本发明中Si主要以固溶强化形式提高钢板的强度，但考虑到会加速P、As等有害元素在晶界上的偏聚降低钢板的韧性，故其含量不易过高；Mn含量选择在0.30%-0.60%，Mn作为扩大γ区的合金元素，同时又是碳化物形成元素，主要起固溶强化、降低相变温度和提高钢板强度的作用，Mn能显著提高钢板的淬透性，随Mn含量的增加，钢板的塑性和低温冲击韧性略有下降，强度显著提高；Cr含量8.00%-10%，Mo含量0.90%-1.1%，Cr、Mo为碳化物形成元素均能增加奥氏体过冷能力，提高钢板的淬透性，同时可起到固溶强化及析出强化的作用；Ni、Mo含量控制在中下限，既可满足钢板强韧性需求，又节约合金，降低成本；P≤0.007%，S≤0.005%，是为了保证钢板钢质纯净，P含量偏高影响钢板的冲击韧性和抗脆化性能。本发明钢板中加入的贵金属含量相对较少，成本较低，具有市场竞争力。

本发明的生产方法，用电炉冶炼方式冶炼，P、S等杂质有害元素含量低，钢质纯净；本发明钢板采用热轧工艺进行轧制，解决了钢锭变形应力大易产生表面裂纹的问题；本发明钢板的轧制工艺简单，易于操作，适合于有淬火机、常化炉、外机炉、车底炉的普通钢铁厂生产。本发明的生产方法实现了较低的合金含量的化学成分设计，生产的钢板各项力学性能指标均符合技术条件要求，且生产成本显著降低。经检测本发明的钢板的力学性能达到下列要求：Rp0.2≥310MPa，Rm：515-690MPa，A50≥18%，-10℃AKV≥54。

采用上述技术方案产生的有益效果在于：本发明的高铬铬钼钢板满足了国内电力设备化行业高强度、高韧性、高成型性能，可广泛用于国内电力设备的制造；钢板的冷弯性能好，材料制作时不开裂，回弹性好，钢板板型良好。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明做进一步详细说明。

实施例1

本实施例的钢板厚度16mm，由以下重量百分含量的组分组成：C：0.10%，Si：0.5%，Mn：0.57%，P：0.003%，S：0.001%，Cr：9%，Mo：1.05%，Cu：0.04%，Ni：0.06%，Sb：0.003%，Sn：0.005%，As：0.009%，余量为Fe和不可避免的杂质。

本实施例高铬钢板的生产方法，包含冶炼模铸工序、加热轧制工序、热处理工序，各工序步骤如下：

（1）冶炼模铸工序：采用电弧炉或转炉方式冶炼，然后送入LF精炼炉内进行精炼并经过真空处理，之后经过模铸操作铸出钢锭；；

（2）加热轧制工序：钢锭放入均热炉内加热轧制，加热、保温均匀化，采用热轧工艺，轧制过程钢锭温度均在奥氏体再结晶温度以上，其中开轧温度1210℃，终轧温度为950℃，轧制速度2800mm/s，控制每道次压下量在10%以下。轧后进行空冷，保证钢板得到细化的组织的同时保证钢板的表面质量及板型；

（3）热处理工序：钢板经正火空冷，并经过回火处理，制得成品钢板。正火温度为950℃，保温32min，正火之后在静止空气中自然冷却，之后再经过回火处理，回火温度为710℃，保温时间为80 min，保温后空冷制得成品钢板。

本实施例的钢板理化性能检验所用试样检验结果如表1和表2所示。

表1 实施例1钢板经模拟焊后热处理后的力学性能（板厚1/2）

表2 实施例1钢板最大模焊组织和夹杂物分析结果

由表1、表2可以看出，本实施例的高铬钢板强度适中，塑韧性好。晶粒极细，组织为回火贝氏体。

实施例2

本实施例的钢板厚度18mm，由以下重量百分含量的组分组成：C：0.12%，Si：0.7%，Mn：0.5%，P：0.003%，S：0.001%，Cr：9%，Mo：0.95%，Cu：0.05%，Ni：0.06%，Sb：0.003%，Sn：0.004%，As：0.005%，余量为Fe和不可避免的杂质。

本实施例高铬钼钢板的生产方法，包含冶炼连铸工序、加热轧制工序、热处理工序，各工序步骤如下：

（1）冶炼模铸工序：采用电弧炉或转炉方式冶炼，然后送入LF精炼炉内进行精炼并经过真空处理，之后经过模铸操作铸出钢锭；

（2）加热轧制工序：钢锭放入均热炉内加热轧制，加热、保温均匀化，采用热轧工艺，轧制过程钢锭温度均在奥氏体再结晶温度范围以上，其中开轧温度1210℃，终轧温度为950℃，轧制速度2600mm/s，控制每道次压下量在10%以下，轧后进行在线空冷，保证钢板得到细化的组织的同时保证钢板的表面质量及板型；

（3）热处理工序：钢板经过正火空冷，并经过回火处理，制得成品钢板。正火温度为960℃，保温36min，正火之后在静止空气中冷却，之后再经过回火处理，回火温度为755℃，保温时间为90min，保温后空冷制得成品钢板。

实施例钢板理化性能检验结果如表3和表4所示。

表3实施例2钢板经模拟焊后热处理后的力学性能（板厚1/2）

表4 实施例2钢板组织和夹杂物分析结果

由表3、表4可以看出，本实施例的高铬铬钼钢板的强度适中，塑韧性好。晶粒极细，组织为回火贝氏体。

实施例3

本实施例的钢板厚度20mm，由以下重量百分含量的组分组成：C：0.14%，Si：0.8%，Mn：0.5%，P：0.005%，S：0.002%，Cr：9.5%，Mo：1.0%，Cu：0.07%，Ni：0.08%，Sb：0.002%，Sn：0.003%，As：0.007%，余量为Fe和不可避免的杂质。

本实施例高铬钼钢板的生产方法，包含冶炼模连铸工序、加热轧制工序、热处理工序，各工序步骤如下：

（1）冶炼模铸工序：采用电弧炉或转炉方式冶炼，然后送入LF精炼炉内进行精炼并经过真空处理，之后经过模铸操作铸出钢锭；

（2）加热轧制工序：钢锭放入均热续炉内加热轧制，加热、保温均匀化，采用热轧工艺，轧制过程钢坯温度均在奥氏体再结晶温度以上，其中开轧温度1210℃，终轧温度为950℃，轧制速度2700mm/s，控制每道次压下量在10%以下，轧后进行在线空冷，保证钢板得到细化的组织的同时保证钢板的表面质量及板型；

（3）热处理工序：钢板经过正火空冷，并经过回火处理，制得成品钢板。正火温度为970℃，保温40min，正火之后在静止空气中冷却，之后再经过回火处理，回火温度为755℃，保温时间为100min，保温后空冷制得成品钢板。

本实施例的钢板理化性能检验如表5和表6所示，

表5实施例3钢板经模拟焊后热处理后的力学性能（板厚1/2）

表6 实施例3钢板组织和夹杂物分析结果

由表5、表6可以看出，本实施例的高铬铬钼钢板的强度适中，塑韧性好。晶粒极细，组织为回火贝氏体。

实施例4

本实施例的钢板厚度10mm，由以下重量百分含量的组分组成：C：0.09%，Si：0.5%，Mn：0.6%，P：0.003%，S：0.003%，Cr：8%，Mo：0.9%，Cu：0.08%，Ni：0.05%，Sb：0.001%，Sn：0.005%，As：0.010%，余量为Fe和不可避免的杂质。

本实施例高铬钼钢板的生产方法，包含冶炼模连铸工序、加热轧制工序、热处理工序，各工序步骤如下：

（1）冶炼模铸工序：采用电弧炉或转炉方式冶炼，然后送入LF精炼炉内进行精炼并经过真空处理，之后经过模铸操作铸出钢锭；

（2）加热轧制工序：钢锭放入均热炉内加热轧制，加热、保温均匀化，采用热轧工艺，轧制过程钢锭温度均在奥氏体再结晶温度范围以上，其中开轧温度1210℃，终轧温度为950℃，轧制速度2500mm/s，控制每道次压下量在10%以下，轧后进行在线空冷，保证钢板得到细化的组织的同时保证钢板的表面质量及板型；

（3）热处理工序：钢板经过正火空冷，并经过回火处理，制得成品钢板。正火温度为980℃，保温20min，正火之后在静止空气中冷却，之后再经过回火处理，回火温度为760℃，保温时间为50min，保温后空冷制得成品钢板。

本实施例的钢板理化性能检验如表7和表8所示，

表7实施例4钢板经模拟焊后热处理后的力学性能（板厚1/2）

表8 实施例4钢板组织和夹杂物分析结果

由表7、表8可以看出，本实施例的高铬铬钼钢板的强度适中，塑韧性好。晶粒极细，组织为回火贝氏体。

实施例5

本实施例的钢板厚度40mm，由以下重量百分含量的组分组成：C：0.15%，Si：0.9%，Mn：0.3%，P：0.007%，S：0.005%，Cr：10%，Mo：1.1%，Cu：0.20%，Ni：0.10%，Sb：0.003%，Sn：0.003%，As：0.012%，余量为Fe和不可避免的杂质。

本实施例高铬钼钢板的生产方法，包含冶炼模连铸工序、加热轧制工序、热处理工序，各工序步骤如下：

（1）冶炼模铸工序：采用电弧炉或转炉方式冶炼，然后送入LF精炼炉内进行精炼并经过真空处理，之后经过模铸操作铸出钢锭；

（2）加热轧制工序：钢锭放入均热炉内加热轧制，加热、保温均匀化，采用热轧工艺，轧制过程钢锭温度均在奥氏体再结晶温度范围以上，其中开轧温度1210℃，终轧温度为950℃，轧制速度2550mm/s，控制每道次压下量在10%以下，轧后进行在线空冷，保证钢板得到细化的组织的同时保证钢板的表面质量及板型；

（3）热处理工序：钢板经过正火空冷，并经过回火处理，制得成品钢板。正火温度为965℃，保温80min，正火之后在静止空气中冷却，之后再经过回火处理，回火温度为700℃，保温时间为200min，保温后空冷制得成品钢板。

本实施例的钢板理化性能检验如表9和表10所示，

表9实施例5钢板经模拟焊后热处理后的力学性能（板厚1/2）

表10 实施例5钢板组织和夹杂物分析结果

由表9、表10可以看出，本实施例的高铬铬钼钢板的强度适中，塑韧性好。晶粒极细，组织为回火贝氏体。

以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种高铬的铬钼钢板，其特征在于，所述钢板由以下重量百分含量的组分组成：C：0.09%-0.15%，Si：0.5%-0.90%，Mn：0.30%-0.60%，P≤0.007%，S≤0.005%，Cr：8.00%-10%，Mo：0.90%-1.1%，Cu≤0.20%，Ni：0.05%-0.10%，Sb≤0.003%，Sn≤0.005%，As≤0.012%，余量为Fe和不可避免的杂质。

2.根据权利要求1所述的一种高铬的铬钼钢板，其特征在于，所述高铬的铬钼钢板厚度为10-40mm。

3.基于权利要求1或2所述的一种高铬的铬钼钢板的生产方法，其特征在于，所述生产方法包含冶炼模铸工序、加热轧制工序、热处理工序，各工序步骤如下：

（1）冶炼连铸工序：采用电弧炉或转炉方式冶炼，然后送入LF精炼炉内进行精炼并经过真空处理，之后经过模铸操作铸出钢锭化学成分如下：C：0.09%-0.15%，Si：0.5%-0.90%，Mn：0.30%-0.60%，P≤0.007%，S≤0.005%，Cr：8.00%-10%，Mo：0.90%-1.1%，Cu≤0.20%，Ni：0.05%-0.10%，Sb≤0.003%，Sn≤0.005%，As≤0.012%，余量为Fe和不可避免的杂质；

（2）加热轧制工序：所述钢锭放入均热炉内加热轧制，加热、保温均匀化，全程采用热轧工艺，在奥氏体再结晶温度以上，即950-1210℃范围内高速低压下轧制；

（3）热处理工序：轧制后钢板经过正火空冷，并经过高温回火处理，制得成品钢板。

4.根据权利要求3所述的一种高铬的铬钼钢板的生产方法，其特征在于，所述的加热轧制工序，采用热轧工艺，控制道次压下量≤10%，轧后进行在线空冷。

5.根据权利要求3或4所述的一种高铬铬钼钢板的生产方法，其特征在于，所述步骤（3）热处理工序中，采用正火+高温回火的热处理工艺，正火空冷参数为：第一次正火温度为950-980℃，保温时间2×t min，t为钢板厚度，单位为mm，正火之后均在静止空气中冷却，之后再经过回火处理。

6.根据权利要求3或4所述的一种高铬铬钼钢板的生产方法，其特征在于，所述步骤（3）热处理工序中，回火处理参数为：回火温度700-760℃，保温时间为5×t min，t为钢板厚度，单位为mm，保温后空冷制得成品钢板。

7.根据权利要求3或4所述的一种高铬铬钼钢板的生产方法，其特征在于，所述步骤（2）加热轧制工序中，高速低压轧制具体条件为：轧制速度≥2500mm/s，道次压下量≤10%。