CN107099752A - 一种低合金12Cr1MoV钢板及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发公开了一种低合金12Cr1MoV钢板及其生产方法，所述钢板化学成分及质量百分含量为：C：0.10～0.15%，Si：0.20～0.35%，Mn：0.40～0.55%，P≤0.015%，S≤0.010%，Cr：0.90～1.10%，Mo：0.25～0.35%，V：0.15～0.25%，Al≥0.030%，余量为Fe和不可避免的杂质。本发明钢板的生产方法包括冶炼、连铸、加热、轧制、回火工序。生产的钢板强度与韧性匹配良好，同时大大降低了生产成本。钢板各项指标完全满足标准要求，屈服强度≥265Mpa，抗拉强度Rm≥460Mpa；延伸率≥24%，20℃横向冲击功均≥100J。

Description

一种低合金12Cr1MoV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，具体涉及一种低合金12Cr1MoV钢板及其生产方法。
背景技术
12Cr1MoV钢板是一种低合金中温压力容器用钢板，常用于高压、亚临界电站、锅炉等设备中工作温度不超过570 ～ 585℃的过热钢管、导管、蛇形管，钢板使用条件苛刻，材料长期处于高温、高压工况下。传统的12Cr1MoV钢板采用正火+回火的生产工艺，钢板使用性能时有波动，生产成本也较高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种低合金12Cr1MoV钢板；本发明还提供了一种低合金12Cr1MoV钢板的生产方法，采用控轧+回火热处理相结合生产工艺，所生产的钢板各项性能指标完全满足技术要求，同时大大降低了生产成本。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种低合金12Cr1MoV钢板，所述钢板化学成分及质量百分含量为：C：0.10～0.15%，Si：0.20～0.35%，Mn：0.40～0.55%，P≤0.015%，S≤0.010%，Cr：0.90～1.10%，Mo：0.25～0.35%，V：0.15～0.25%，Al≥0.030%，余量为Fe和不可避免的杂质。
本发明所述钢板厚度为10～20mm；屈服强度≥265Mpa，抗拉强度Rm≥460Mpa；延伸率≥24%，20℃横向冲击功均≥100J。
本发明还提供了一种低合金12Cr1MoV钢板的生产方法，其包括冶炼、连铸、加热、轧制、回火工序，其特征在于，采用控轧+回火热处理相结合的生产工艺。
本发明所述轧制工序，采用奥氏体再结晶型和未再结晶型两阶段控轧工艺，第一阶段在粗轧机上进行，开轧温度控制在1050～1100℃，粗轧机的第一阶段控制总压下率≥70%，道次变形率≥15%，粗轧终轧温度≥950℃待温，此阶段主要是细化奥氏体晶粒度。
本发明所述轧制工序，采用奥氏体再结晶型和未再结晶型两阶段控轧工艺，第二阶段控轧在精轧机上进行，开轧温度≤910℃，开轧前1-3道次采用大压下量，道次压下率在16～20%，累积压下率≥50%，终轧温度控制在800～840℃，轧后采用空冷冷却。
本发明所述回火工序，对采用控轧工艺的钢板进行回火处理，回火温度740～760℃，保温时间为4.5～5.5min/mm。
本发明所述冶炼工序，钢水采用转炉冶炼，LF炉精炼，喂入铝线≥6m/t，快速将炉渣变白，白渣保持时间≥25min。
本发明所述冶炼工序，钢水采用VD炉真空处理，真空前将各类成分调至内控范围，真空保持时间≥20min。
本发明所述连铸工序，钢水经过连铸生产得到连铸坯，连铸坯断面为200*1300-2200mm，连铸坯堆垛≥24h再拆垛清理，清理温度≥200℃。
本发明所述加热工序，连铸坯在连续炉进行加热，加热系数为8-10min/cm，最高加热温度≤1250℃，均热段温度控制在1220～1240℃，然后出炉进行轧制。
本发明的钢板是通过控轧+回火热处理相结合的生产工艺，生产出符合要求的12Cr1MoV钢板，其生产制造工序简单，生产成本低，可大批量进行生产。钢板的成分设计中C含量为0.10～0.15%，C作为主要的强化元素，提高钢板强度；Mn的含量在0.40～0.70%，Mn降低钢的临界转变温度，同时起到细化珠光体的作用；Cr的含量为0.90～1.20%，Cr主要作用是提高钢的淬透性，提高钢的强度；Mo的含量为0.25～0.35%，Mo提高钢的淬透性和热强性，防止回火脆性，提高钢的回火稳定性，提高塑性；V的含量为0.15-0.30%，细化钢的组织和晶粒，提高钢的强度和屈强比；Al含量为≥0.030%，炼钢前期为主要的脱氧剂，并能细化晶粒，固定钢中残余的N元素；杂质元素P、S等含量按要求进行限制，在工艺设备能力下尽可能降低，以达到钢质纯净、力学性能均匀的目的。本发明的交货状态为控轧+回火状态，采用本工艺生产的12Cr1MoV钢板各项性能指标明显好于传统的正火+回火工艺生产的钢板。
低合金12Cr1MoV钢板检测标准参考GB713-2014。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本发明钢板采用控轧+回火热处理工艺进行生产，大大降低生产成本；2、钢板强度和韧性匹配良好，屈服强度≥265Mpa，抗拉强度Rm≥460Mpa；延伸率≥24%，20℃横向冲击功均≥100J。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
本12Cr1MoV钢板厚度为10mm，化学成分及质量百分含量为：C：0.12%，Si：0.25%，Mn：0.48%，P：0.010%，S：0.001%，Cr：0.91%，Mo：0.26%，V：0.17%，Al：0.033%，余量为Fe和不可避免的杂质。
本12Cr1MoV钢板的生产方法包括冶炼、连铸、加热、轧制、回火工序，采用控轧+回火热处理相结合生产工艺，具体工艺步骤如下：
1）冶炼工序：钢水采用转炉冶炼，LF炉精炼，喂入铝线6.5m/t，快速将炉渣变白，白渣保持时间30min；VD炉真空处理，真空前将各类成分调至内控范围，真空保持时间25min。
2）连铸工序：钢板采用连铸生产，连铸坯采用断面为200*2100mm，连铸坯堆垛25h开始清理坯料，清理温度为220℃。
3）加热工序：连铸坯在连续炉进行加热，加热系数按照9min/cm，最高加热温度1250℃，均热段温度控制在1230℃，然后出炉进行轧制。
4）轧制工序：采用奥氏体再结晶型和未再结晶型两阶段控轧工艺。第一阶段在粗轧机上进行，开轧温度控制在1070℃，粗轧机的第一阶段控制总压下率为75%，道次变形率17%，粗轧终轧温度970℃待温，此阶段主要是细化奥氏体晶粒度；第二阶段控轧在精轧机上进行，开轧温度890℃，开轧前3道次采用大压下量，道次压下率在16%，累积压下率56%，终轧温度830℃；轧后采用空冷冷却方式。
5）回火工序：对采用控轧工艺的钢板进行回火处理，回火温度740℃、保温时间为4.5min/mm。
所得钢板的力学性能见表1。
实施例2
本12Cr1MoV钢板厚度为12mm，化学成分及质量百分含量为：C：0.12%，Si：0.22%，Mn：0.46%，P：0.008%，S：0.002%，Cr：0.93%，Mo：0.27%，V：0.16%，Al：0.031%，余量为Fe和不可避免的杂质。
本12Cr1MoV钢板的生产方法包括冶炼、连铸、加热、轧制、回火工序，采用控轧+回火热处理相结合生产工艺，具体工艺步骤如下：
1）冶炼工序：钢水采用转炉冶炼，LF炉精炼，喂入铝线6.3m/t，快速将炉渣变白，白渣保持时间31min；VD炉真空处理，真空前将各类成分调至内控范围，真空保持时间26min。
2）连铸工序：钢板采用连铸生产，连铸坯采用断面为200*2000mm，连铸坯堆垛25h开始清理坯料，清理温度为230℃。
3）加热工序：连铸坯在连续炉进行加热，加热系数按照9min/cm，最高加热温度1250℃，均热段温度控制在1230℃，然后出炉进行轧制。
4）轧制工序：采用奥氏体再结晶型和未再结晶型两阶段控轧工艺。第一阶段在粗轧机上进行，开轧温度控制在1065℃，粗轧机的第一阶段控制总压下率为73%，道次变形率17%，粗轧终轧温度970℃待温，此阶段主要是细化奥氏体晶粒度；第二阶段控轧在精轧机上进行，开轧温度900℃，开轧前2道次采用大压下量，道次压下率在16%，累积压下率57%，终轧温度830℃；轧后采用空冷冷却方式。
5）回火工序：对采用控轧工艺的钢板进行回火处理，回火温度740℃、保温时间为4.5min/mm。
所得钢板的力学性能见表1。
实施例3
本12Cr1MoV钢板厚度为16mm，化学成分及质量百分含量为：C：0.13%，Si：0.23%，Mn：0.50%，P：0.010%，S：0.003%，Cr：0.96%，Mo：0.29%，V：0.18%，Al：0.030%，余量为Fe和不可避免的杂质。
本12Cr1MoV钢板的生产方法包括冶炼、连铸、加热、轧制、回火工序，采用控轧+回火热处理相结合生产工艺，具体工艺步骤如下：
1）冶炼工序：钢水采用转炉冶炼，LF炉精炼，喂入铝线6.5m/t，快速将炉渣变白，白渣保持时间33min；VD炉真空处理，真空前将各类成分调至内控范围，真空保持时间27min。
2）连铸工序：钢板采用连铸生产，连铸坯采用断面为200*1600mm，连铸坯堆垛25h开始清理坯料，清理温度为220℃。
3）加热工序：连铸坯在连续炉进行加热，加热系数按照9min/cm，最高加热温度1250℃，均热段温度控制在1230℃，然后出炉进行轧制。
4）轧钢工序：采用奥氏体再结晶型和未再结晶型两阶段控轧工艺。第一阶段在粗轧机上进行，开轧温度控制在1070℃，粗轧机的第一阶段控制总压下率为75%，道次变形率17%，粗轧终轧温度960℃待温，此阶段主要是细化奥氏体晶粒度；第二阶段控轧在精轧机上进行，开轧温度890℃，开轧前2道次采用大压下量，道次压下率在16%，累积压下率55%，终轧温度830℃；轧后采用空冷冷却方式。
5）回火工序：对采用控轧工艺的钢板进行回火处理，回火温度740℃、保温时间为4.5min/mm。
所得钢板的力学性能见表1。
实施例4
本12Cr1MoV钢板厚度为20mm，化学成分及质量百分含量为：C：0.12%，Si：0.21%，Mn：0.49%，P：0.011%，S：0.002%，Cr：0.99%，Mo：0.28%，V：0.16%，Al：0.030%，余量为Fe和不可避免的杂质。
本12Cr1MoV钢板的生产方法包括冶炼、连铸、加热、轧制、回火工序，采用控轧+回火热处理相结合生产工艺，具体工艺步骤如下：
1）冶炼工序：钢水采用转炉冶炼，LF炉精炼，喂入铝线6.4m/t，快速将炉渣变白，白渣保持时间30min；VD炉真空处理，真空前将各类成分调至内控范围，真空保持时间27min。
2）连铸工序：钢板采用连铸生产，连铸坯采用断面为200*1300mm，连铸坯堆垛26h开始清理坯料，清理温度为230℃。
3）加热工序：连铸坯在连续炉进行加热，加热系数按照9min/cm，最高加热温度1250℃，均热段温度控制在1235℃，然后出炉进行轧制。
4）轧钢工序：采用奥氏体再结晶型和未再结晶型两阶段控轧工艺。第一阶段在粗轧机上进行，开轧温度控制在1060℃，粗轧机的第一阶段控制总压下率为80%，道次变形率15%，粗轧终轧温度960℃待温，此阶段主要是细化奥氏体晶粒度；第二阶段控轧在精轧机上进行，开轧温度880℃，开轧前2道次采用大压下量，道次压下率在16%，累积压下率57%，终轧温度830℃；轧后采用空冷冷却方式。
5）回火工序：对采用控轧工艺的钢板进行回火处理，回火温度760℃、保温时间为4.5min/mm。
所得钢板的力学性能见表1。
实施例5
本12Cr1MoV钢板厚度为15mm，化学成分及质量百分含量为：C：0.10%，Si：0.20%，Mn：0.40%，P：0.015%，S：0.010%，Cr：0.90%，Mo：0.25%，V：0.15%，Al：0.030%，余量为Fe和不可避免的杂质。
本12Cr1MoV钢板的生产方法包括冶炼、连铸、加热、轧制、回火工序，采用控轧+回火热处理相结合生产工艺，具体工艺步骤如下：
1）冶炼工序：钢水采用转炉冶炼，LF炉精炼，喂入铝线6m/t，快速将炉渣变白，白渣保持时间25min；VD炉真空处理，真空前将各类成分调至内控范围，真空保持时间20min。
2）连铸工序：钢板采用连铸生产，连铸坯采用断面为200*1800mm，连铸坯堆垛24h开始清理坯料，清理温度为200℃。
3）加热工序：连铸坯在连续炉进行加热，加热系数按照8min/cm，最高加热温度1250℃，均热段温度控制在1220℃，然后出炉进行轧制。
4）轧钢工序：采用奥氏体再结晶型和未再结晶型两阶段控轧工艺。第一阶段在粗轧机上进行，开轧温度控制在1050℃，粗轧机的第一阶段控制总压下率为70%，道次变形率19%，粗轧终轧温度950℃待温，此阶段主要是细化奥氏体晶粒度；第二阶段控轧在精轧机上进行，开轧温度910℃，开轧前3道次采用大压下量，道次压下率在17%，累积压下率50%，终轧温度800℃；轧后采用空冷冷却方式。
5）回火工序：对采用控轧工艺的钢板进行回火处理，回火温度745℃、保温时间为4.9min/mm。
所得钢板的力学性能见表1。
实施例6
本12Cr1MoV钢板厚度为18mm，化学成分及质量百分含量为：C：0.15%，Si：0.35%，Mn：0.55%，P：0.009%，S：0.006%，Cr：1.10%，Mo：0.35%，V：0.25%，Al：0.030%，余量为Fe和不可避免的杂质。
本12Cr1MoV钢板的生产方法包括冶炼、连铸、加热、轧制、回火工序，采用控轧+回火热处理相结合生产工艺，具体工艺步骤如下：
1）冶炼工序：钢水采用转炉冶炼，LF炉精炼，喂入铝线6.9m/t，快速将炉渣变白，白渣保持时间28min；VD炉真空处理，真空前将各类成分调至内控范围，真空保持时间23min。
2）连铸工序：钢板采用连铸生产，连铸坯采用断面为200*2100mm，连铸坯堆垛28h开始清理坯料，清理温度为240℃。
3）加热工序：连铸坯在连续炉进行加热，加热系数按照10min/cm，最高加热温度1250℃，均热段温度控制在1240℃，然后出炉进行轧制。
4）轧钢工序：采用奥氏体再结晶型和未再结晶型两阶段控轧工艺。第一阶段在粗轧机上进行，开轧温度控制在1100℃，粗轧机的第一阶段控制总压下率为76%，道次变形率20%，粗轧终轧温度975℃待温，此阶段主要是细化奥氏体晶粒度；第二阶段控轧在精轧机上进行，开轧温度900℃，开轧前1道次采用大压下量，道次压下率在20%，累积压下率58%，终轧温度840℃；轧后采用空冷冷却方式。
5）回火工序：对采用控轧工艺的钢板进行回火处理，回火温度750℃、保温时间为5.5min/mm。
所得钢板的力学性能见表1。
表1 12Cr1MoV钢板的力学性能
实验证明：本发明的钢板强度及韧性匹配良好，采用控轧+回火相结合工艺生产，与传统的正火+回火工艺相比，生产的钢板钢板综合性能稳定，质量良好，生产成本低，可实现大批量生产。
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 (10)

1.一种低合金12Cr1MoV钢板，其特征在于，所述钢板化学成分及质量百分含量为：C：0.10～0.15%，Si：0.20～0.35%，Mn：0.40～0.55%，P≤0.015%，S≤0.010%，Cr：0.90～1.10%，Mo：0.25～0.35%，V：0.15～0.25%，Al≥0.030%，余量为Fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种低合金12Cr1MoV钢板，其特征在于，所述钢板厚度为10～20mm；屈服强度≥265Mpa，抗拉强度Rm≥460Mpa；延伸率≥24%，20℃横向冲击功均≥100J。
3.基于权利要求1或2所述的一种低合金12Cr1MoV钢板的生产方法，其包括冶炼、连铸、加热、轧制、回火工序，其特征在于，采用控轧+回火热处理相结合的生产工艺。
4.根据权利要求3所述的一种低合金12Cr1MoV钢板的生产方法，其特征在于，所述轧制工序，采用奥氏体再结晶型和未再结晶型两阶段控轧工艺，第一阶段在粗轧机上进行，开轧温度控制在1050～1100℃，粗轧机的第一阶段控制总压下率≥70%，道次变形率≥15%，粗轧终轧温度≥950℃待温。
5.根据权利要求3所述的一种低合金12Cr1MoV钢板的生产方法，其特征在于，所述轧制工序，采用奥氏体再结晶型和未再结晶型两阶段控轧工艺，第二阶段控轧在精轧机上进行，开轧温度≤910℃，开轧前1-3道次采用大压下量，道次压下率在16～20%，累积压下率≥50%，终轧温度控制在800～840℃，轧后采用空冷冷却。
6.根据权利要求3所述的一种低合金12Cr1MoV钢板的生产方法，其特征在于，所述回火工序，对采用控轧工艺的钢板进行回火处理，回火温度740～760℃，保温时间为4.5～5.5min/mm。
7.根据权利要求3-6任意一项所述的一种低合金12Cr1MoV钢板的生产方法，其特征在于，所述冶炼工序，钢水采用转炉冶炼，LF炉精炼，喂入铝线≥6m/t，快速将炉渣变白，白渣保持时间≥25min。
8.根据权利要求3-6任意一项所述的一种低合金12Cr1MoV钢板的生产方法，其特征在于，所述冶炼工序，钢水采用VD炉真空处理，真空前将各类成分调至内控范围，真空保持时间≥20min。
9.根据权利要求3-6任意一项所述的一种低合金12Cr1MoV钢板的生产方法，其特征在于，所述连铸工序，钢水经过连铸生产得到连铸坯，连铸坯断面为200*1300-2200mm，连铸坯堆垛≥24h再拆垛清理，清理温度≥200℃。
10.根据权利要求3-6任意一项所述的一种低合金12Cr1MoV钢板的生产方法，其特征在于，所述加热工序，连铸坯在连续炉进行加热，加热系数为8-10min/cm，最高加热温度≤1250℃，均热段温度控制在1220～1240℃，然后出炉进行轧制。
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