CN107760987A

CN107760987A - 15CrMoR钢板及其提高心部低温冲击韧性的方法

Info

Publication number: CN107760987A
Application number: CN201710852179.7A
Authority: CN
Inventors: 邓建军; 李�杰; 龙杰; 侯敬超; 袁锦程; 吴艳阳; 牛红星; 尹卫江; 李样兵; 王东阳
Original assignee: Wuyang Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Wuyang Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2017-09-20
Filing date: 2017-09-20
Publication date: 2018-03-06

Abstract

本发明公开了一种大厚度15CrMoR钢板及其提高心部低温冲击韧性的方法，所述钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.12～0.16%、Si：0.17～0.37%、Mn：0.4～0.7%、P≤0.010%、S≤0.010%、Cr：0.80～1.10%、Mo：0.45～0.55%、Ni≤0.3%、Cu≤0.2%、Sb≤0.0025%、Sn≤0.01%、As≤0.016%，余量为铁和不可避免的杂质。本发明方法包括轧制和热处理工序，增加钢板心部变形量，细化钢板心部组织。本发明生产的大厚度15CrMoR钢板，钢板心部‑20～‑10℃冲击功均≥100J，钢板其他性能均满足GB 713‑2014规定。

Description

15CrMoR钢板及其提高心部低温冲击韧性的方法

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种大厚度15CrMoR钢板及其提高心部低温冲击韧性的方法。

背景技术

15CrMoR钢是石油化工设备常用的一种中温压力容器用钢，广泛的应用于石油化工、煤化工、火电等行业设备的生产制造。当15CrMoR钢板应用于制造特殊（高温、高压、临氢等）条件下使用的压力容器设备时，其服役条件更加恶劣，因此15CrMoR钢板在满足GB 713-2014规定的同时，对钢板中有害元素的控制及钢板低温冲击韧性提出了更高的要求。由于现在压力容器设计趋向大型化，对于大厚度15CrMoR钢板的需求增加，对钢板性能（特别是低温冲击韧性）要求也更加严格。大厚度15CrMoR钢板由于钢板较厚，轧制过程中钢板心部压下量不足，且正火冷却时钢板心部冷速较慢，均导致钢板心部组织较为粗大且不均匀，降低钢板心部低温冲击韧性。针对上述问题，本发明提供了一种大厚度15CrMoR钢板及其提高心部低温冲击韧性的方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种大厚度15CrMoR钢板；同时本发明还提供了一种提高大厚度15CrMoR钢板心部低温冲击韧性的方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种大厚度15CrMoR钢板，所述钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.12～0.16%、Si：0.17～0.37%、Mn：0.4～0.7%、P≤0.010%、S≤0.010%、Cr：0.80～1.10%、Mo：0.45～0.55%、Ni≤0.3%、Cu≤0.2%、Sb≤0.0025%、Sn≤0.01%、As≤0.016%，余量为铁和不可避免的杂质。

本发明所述钢板厚度为100-140mm。

本发明所述钢板心部-20～-10℃冲击功均≥100J，钢板其他性能均满足GB 713-2014规定。

本发明还提供了一种提高大厚度15CrMoR钢板心部低温冲击韧性的方法，所述方法包括轧制和热处理工序；所述热处理工序，采用正火+回火工艺，钢板正火前先进行预热处理。

本发明所述轧制工序，钢板轧制过程采用温度梯度轧制，钢板粗轧后尽快入水，入水时间25-35s，出水后直接进行精轧，精轧开轧温度740～760℃。由于钢板表面温度较低，心部仍有较高的温度，心部较软，精轧时钢板心部压下量较大，细化钢板心部组织。

本发明所述热处理工序，采用正火+回火工艺，正火前先进行预热处理，预热处理工艺为钢板加热温度900～920℃，保温5.3～5.7h后水冷。

本发明所述热处理工序，正火在奥氏体-铁素体两相区进行，钢板加热温度830～850℃，保温5.3～5.7h后水冷。

本发明所述热处理工序，回火温度740-760℃，保温3.5～4.0h后空冷。本发明大厚度15CrMoR钢板性能检测方法参考GB 713-2014。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本发明轧制过程中精轧时采用温度梯度轧制，增加钢板心部变形量，细化钢板心部组织。2、本发明钢板正火前先进行预热处理，保证钢板强度。3、本发明钢板正火在奥氏体-铁素体两相区进行，保证钢板的低温冲击性能。4、本发明方法生产的大厚度15CrMoR钢板，钢板心部-20～-10℃冲击功均≥100J，钢板其他性能均满足GB 713-2014规定。

附图说明

图1为实施例1钢板心部金相组织图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

本实施例大厚度15CrMoR钢板厚度为120mm，所述钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.14%、Si：0.24%、Mn：0.56%、P：0.003%、S：0.0009%、Cr：0.94 %、Mo：0.47%、Ni：0.12%、Cu：0.05%、Sb：0.001%、Sn：0.002%、As：0.003%，余量为铁和不可避免的杂质。

本实施例提高大厚度15CrMoR钢板心部低温冲击韧性的方法，包括轧制和热处理工序，具体工艺步骤如下所述：

（1）轧制工序：钢板轧制过程采用温度梯度轧制，钢板粗轧后尽快入水，入水时间30s；出水后直接开始精轧，精轧开轧温度740℃，由于钢板表面及心部温差，精轧时钢板心部压下量较大，细化钢板心部组织；

（2）热处理工序：采用正火+回火工艺，正火前先进行预热处理，预热处理工艺钢板加热温度900℃，保温5.5h后水冷；

正火在奥氏体-铁素体两相区进行，钢板加热温度830℃，保温5.5h后水冷；

回火温度740℃，保温4.0h后空冷。

钢板心部-10℃冲击功为198J、206J、187J，其他性能满足GB 713-2014规定。

图1为实施例1钢板心部金相组织图（实施例2-6钢板心部金相组织图与图1类似，故省略）。

实施例2

本实施例大厚度15CrMoR钢板厚度为134mm，所述钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.13%、Si：0.23%、Mn：0.52%、P：0.008%、S：0.001%、Cr：0.91 %、Mo：0.47%、Ni：0.10%、Cu：0.01%、Sb：0.002%、Sn：0.001%、As：0.002%，余量为铁和不可避免的杂质。

（1）轧制工序：钢板轧制过程采用温度梯度轧制，钢板粗轧后尽快入水，入水时间25s；出水后直接开始精轧，精轧开轧温度746℃，由于钢板表面及心部温差，精轧时钢板心部压下量较大，细化钢板心部组织；

（2）热处理工序：采用正火+回火工艺，正火前先进行预热处理，预热处理工艺钢板加热温度915℃，保温5.7h后水冷；

正火在奥氏体-铁素体两相区进行，钢板加热温度846℃，保温5.7h后水冷；

回火温度760℃，保温3.5h后空冷。

钢板心部-18℃冲击功为258J、199J、243J，其他性能满足GB 713-2014规定。

实施例3

本实施例大厚度15CrMoR钢板厚度为125mm，所述钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.15%、Si：0.26%、Mn：0.57%、P：0.004%、S：0.002%、Cr：0.92 %、Mo：0.48%、Ni：0.07%、Cu：0.02%、Sb：0.0015%、Sn：0.001%、As：0.003%，余量为铁和不可避免的杂质。

（1）轧制工序：钢板轧制过程采用温度梯度轧制，钢板粗轧后尽快入水，入水时间28s；出水后直接开始精轧，精轧开轧温度757℃，由于钢板表面及心部温差，精轧时钢板心部压下量较大，细化钢板心部组织；

（2）热处理工序：采用正火+回火工艺，正火前先进行预热处理，预热处理工艺钢板加热温度920℃，保温5.3后水冷；

正火在奥氏体-铁素体两相区进行，钢板加热温度850℃，保温5.3h后水冷；

回火温度755℃，保温3.7h后空冷。

钢板心部-15℃冲击功为179J、226J、261J，其他性能满足GB 713-2014规定。

实施例4

本实施例大厚度15CrMoR钢板厚度为115mm，所述钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.15%、Si：0.22%、Mn：0.51%、P：0.005%、S：0.002%、Cr：0.98 %、Mo：0.48%、Ni：0.09%、Cu：0.02%、Sb：0.002%、Sn：0.003%、As：0.001%，余量为铁和不可避免的杂质。

（1）轧制工序：钢板轧制过程采用温度梯度轧制，钢板粗轧后尽快入水，入水时间25s；出水后直接开始精轧，精轧开轧温度760℃，由于钢板表面及心部温差，精轧时钢板心部压下量较大，细化钢板心部组织；

（2）热处理工序：采用正火+回火工艺，正火前先进行预热处理，预热处理工艺钢板加热温度915℃，保温5.4h后水冷；

正火在奥氏体-铁素体两相区进行，钢板加热温度840℃，保温5.4h后水冷；

回火温度750℃，保温3.9h后空冷。

钢板心部-20℃冲击功为238J、162J、186J，其他性能满足GB 713-2014规定。

实施例5

本实施例大厚度15CrMoR钢板厚度为100mm，所述钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.12%、Si：0.17%、Mn：0.4%、P：0.010%、S：0.010%、Cr：0.80%、Mo：0.45%、Ni：0.3%、Cu：0.2%、Sb：0.0025%、Sn：0.01%、As：0.016%，余量为铁和不可避免的杂质。

（1）轧制工序：钢板轧制过程采用温度梯度轧制，钢板粗轧后尽快入水，入水时间35s；出水后直接开始精轧，精轧开轧温度740℃，由于钢板表面及心部温差，精轧时钢板心部压下量较大，细化钢板心部组织；

（2）热处理工序：采用正火+回火工艺，正火前先进行预热处理，预热处理工艺钢板加热温度900℃，保温5.3h后水冷；

正火在奥氏体-铁素体两相区进行，钢板加热温度830℃，保温5.3h后水冷；

回火温度740℃，保温3.5h后空冷。

钢板心部-15℃冲击功为258J、198J、100J，其他性能满足GB 713-2014规定。

实施例6

本实施例大厚度15CrMoR钢板厚度为140mm，所述钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.16%、Si：0.37%、Mn：0.7%、P：0.007%、S：0.006%、Cr：1.10 %、Mo：0.55%、Ni：0.15%、Cu：0.12%、Sb：0.0009%、Sn：0.005%、As：0.011%，余量为铁和不可避免的杂质。

（1）轧制工序：钢板轧制过程采用温度梯度轧制，钢板粗轧后尽快入水，入水时间32s；出水后直接开始精轧，精轧开轧温度756℃，由于钢板表面及心部温差，精轧时钢板心部压下量较大，细化钢板心部组织；

（2）热处理工序：采用正火+回火工艺，正火前先进行预热处理，预热处理工艺钢板加热温度920℃，保温5.7h后水冷；

正火在奥氏体-铁素体两相区进行，钢板加热温度850℃，保温5.7h后水冷；

回火温度760℃，保温4.0h后空冷。

钢板心部-18℃冲击功为245J、226J、176J，其他性能满足GB 713-2014规定。

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

1.一种大厚度15CrMoR钢板，其特征在于，所述钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.12～0.16%、Si：0.17～0.37%、Mn：0.4～0.7%、P≤0.010%、S≤0.010%、Cr：0.80～1.10%、Mo：0.45～0.55%、Ni≤0.3%、Cu≤0.2%、Sb≤0.0025%、Sn≤0.01%、As≤0.016%，余量为铁和不可避免的杂质。

2.根据权利要求1所述的一种大厚度15CrMoR钢板，其特征在于，所述钢板厚度100-140mm。

3.根据权利要求1所述的一种大厚度15CrMoR钢板，其特征在于，所述钢板心部-20～-10℃冲击功均≥100J。

4.基于权利要求1-3任意一项所述的一种提高大厚度15CrMoR钢板心部低温冲击韧性的方法，其特征在，所述方法包括轧制和热处理工序；所述热处理工序，采用正火+回火工艺，钢板正火前先进行预热处理。

5.根据权利要求4所述的一种提高大厚度15CrMoR钢板心部低温冲击韧性的方法，其特征在于，所述轧制工序，钢板轧制过程采用温度梯度轧制，钢板粗轧后尽快入水，入水时间25-35s，出水后直接进行精轧，精轧开轧温度740～760℃。

6.根据权利要求4所述的一种提高大厚度15CrMoR钢板心部低温冲击韧性的方法，其特征在，所述热处理工序，采用正火+回火工艺，正火前先进行预热处理，预热处理工艺为钢板加热温度900～920℃，保温5.3～5.7h后水冷。

7.根据权利要求4-6任意一项所述的一种提高大厚度15CrMoR钢板心部低温冲击韧性的方法，其特征在，所述热处理工序，正火在奥氏体-铁素体两相区进行，钢板加热温度830～850℃，保温5.3～5.7h后水冷。

8.根据权利要求4-6任意一项所述的一种提高大厚度15CrMoR钢板心部低温冲击韧性的方法，其特征在，所述热处理工序，回火温度740-760℃，保温3.5～4.0h后空冷。