CN108251749A - 460MPa级低屈强比核电配管用钢板及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种460MPa级低屈强比核电配管用钢板及其生产方法,所述钢板化学成分组成及质量百分含量为:C 0.15~0.17%,Si 0.25~0.50%,Mn 0.80~1.00%,P≤0.015%,S≤0.005%,Ni 1.00~1.10%,Cu 0.55~0.65%,Mo 0.30~0.40%,Nb 0.020~0.030%,Cr 0.20~0.30%,Alt≥0.020%,其余为Fe和不可避免的杂质。本钢板的化学成分采用高碳低锰的强化方式,减小置换固溶强化机制,提高硬化相体积分数,提高硬化相强度,从而降低钢板屈强比。本钢板的化学成分采用保证一定含量的Cr,有抑制FAC的作用。本方法所得钢板具有纯净度较高、成分均匀、内部致密的特点;所得钢板焊接性好、钢板具有良好的综合力学性能以及低屈强比,安全性更高、产品质量稳定,具有市场竞争力,可广泛用于国内外核电项目设备的制造。

Description

460MPa级低屈强比核电配管用钢板及其生产方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域,尤其是一种460MPa级低屈强比核电配管用钢板及其生产方法。
背景技术
随着能源紧张的进一步加剧和国家节能减排的要求,高效、经济、清洁的原子能发电将是今后我国重点发展的能源之一,核电站建设会迅速增长。因此自主开发国产核电用管,实现核电用管国产化已成为我国核电工业发展的重要战略步骤。由于核电站的特殊性,对核电站用钢板的使用性能及安全性要求更高也更多,如较低的屈强比,使得钢板的生产难度较大。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种综合力学性能良好的460MPa级低屈强比核电配管用钢板;本发明还提供了一种460MPa级低屈强比核电配管用钢板的生产方法。
为解决上述技术问题,本发明所述钢板化学成分组成及质量百分含量为:C 0.15~0.17%,Si 0.25~0.50%,Mn 0.80~1.00%,P≤0.015%,S≤0.005%,Ni 1.00~1.10%,Cu0.55~0.65%,Mo 0.30~0.40%,Nb 0.020~0.030%,Cr 0.20~0.30%,Alt≥0.020%,其余为Fe和不可避免的杂质。
本发明所述钢板厚度为16~40mm。
本发明方法包括轧制和热处理工序;所述钢板化学成分组成及质量百分含量如上所述。
本发明方法所述轧制工序:采用Ⅱ型控轧;Ⅰ阶段开轧温度1050℃~1100℃,晾钢厚度80~120mm;II阶段开轧温度910℃~920℃,终轧温度880℃~900℃。
本发明方法所述热处理工序采用正火+回火工艺。所述正火工艺:加热温度930℃±10℃,保温时间2min/mm且最短不得低于40min,出炉空冷。所述回火工艺:加热温度640±10℃,保温时间4.5min/mm且最短不得低于90min,出炉空冷。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于:本发明钢板的化学成分采用高碳低锰的强化方式,减小置换固溶强化机制,提高硬化相(珠光体组织、贝氏体组织)体积分数,提高硬化相强度(珠光体或铁素体中的含碳量),从而降低钢板屈强比。本发明钢板的化学成分采用保证一定含量的Cr,因为核电管道输送流速高、流量大的中温、中压并带有一定湿度的饱和蒸汽,会产生因蒸汽和水的流动速度较高而导致的“FAC(流动加速腐蚀)”, 而Cr有抑制“FAC(流动加速腐蚀)”的作用。本发明具有屈强比低、综合力学性能良好、安全性高等特点。
本发明方法通过合理的成分设计及正火+回火热处理工艺,得到机械性能良好的低屈强比钢板,钢板屈服强度≥460MPa,抗拉强度610~780MPa,延伸率≥16%,屈强比≤0.82,0℃平均冲击功≥34J;本发明方法所得钢板具有纯净度较高、成分均匀、内部致密的特点;所得钢板焊接性好、钢板具有良好的综合力学性能以及低屈强比,安全性更高、产品质量稳定,具有市场竞争力,可广泛用于国内外核电项目设备的制造。
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1-8:本460MPa级低屈强比核电配管用钢板的生产方法具体如下所述。
(1)各实施例的化学成分组成及质量百分含量见表1。
表1:各实施例的化学成分组成及质量百分含量
表1中,化学成分的余量为Fe和不可避免的杂质。
(2)生产方法:包括冶炼、浇铸、钢坯加热、轧制和热处理工序。冶炼工序:包括电炉冶炼、LF炉精炼和VD真空处理过程。LF炉精炼白渣保持时间≥25分钟,总精炼时间≥50分钟,并且应确保精炼效果,保证全程吹氩良好。VD真空处理过程,真空处理66Pa以下保持时间≥20分钟,真空破坏后吊包前吹Ar(软吹)时间8~10min。浇铸工序:将冶炼后的钢水浇注,得到钢坯。钢坯加热工序:最高加热温度≤1240℃,均热段温度1220~1230℃,总加热时间13~14min/cm。轧制工序:采用Ⅱ型控轧;Ⅰ阶段开轧温度1050℃~1100℃,晾钢厚度为80~120mm;II阶段开轧温度910℃~920℃,终轧温度880℃~900℃。热处理工序:采用正火+回火工艺;正火过程,加热温度930℃±10℃,保温时间2min/mm且最短不得低于40min,出炉空冷。回火过程,加热温度640±10℃,保温时间4.5min/mm且最短不得低于90min,出炉空冷。各实施例中冶炼、浇铸、钢坯加热工序的具体工艺见表2,轧制和热处理工序的具体工艺见表3。
表2:各实施例中冶炼、浇铸、钢坯加热工序的具体工艺
表3:各实施例中轧制和热处理工序的具体工艺
(3)本460MPa级低屈强比核电配管用钢板产品标准参考EN10028-2:2009。各实施例所得钢板力学性能试验结果见表4。
表4:各实施例所得钢板力学性能试验结果
由表3可以看出,本钢板的力学性能均满足标准要求值,综合性能良好,屈强比较低,安全性能更好,钢板完全满足核电设备制造要求,且质量稳定,适合大批量生产。

Claims (7)

1.一种460MPa级低屈强比核电配管用钢板,其特征在于,所述钢板化学成分组成及质量百分含量为:C 0.15~0.17%,Si 0.25~0.50%,Mn 0.80~1.00%,P≤0.015%,S≤0.005%,Ni 1.00~1.10%,Cu 0.55~0.65%,Mo 0.30~0.40%,Nb 0.020~0.030%,Cr 0.20~0.30%,Alt≥0.020%,其余为Fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的460MPa级低屈强比核电配管用钢板,其特征在于:所述钢板厚度为16~40mm。
3.一种460MPa级低屈强比核电配管用钢板的生产方法,其特征在于:其包括轧制和热处理工序;所述钢板化学成分组成及质量百分含量为:C 0.15~0.17%,Si 0.25~0.50%,Mn0.80~1.00%,P≤0.015%,S≤0.005%,Ni 1.00~1.10%,Cu 0.55~0.65%,Mo 0.30~0.40%,Nb 0.020~0.030%,Cr 0.20~0.30%,Alt≥0.020%,其余为Fe和不可避免的杂质。
4.根据权利要求3所述的460MPa级低屈强比核电配管用钢板的生产方法,其特征在于,所述轧制工序:采用Ⅱ型控轧;Ⅰ阶段开轧温度1050℃~1100℃,晾钢厚度80~120mm;II阶段开轧温度910℃~920℃,终轧温度880℃~900℃。
5.根据权利要求3或4所述的460MPa级低屈强比核电配管用钢板的生产方法,其特征在于:所述热处理工序采用正火+回火工艺。
6.根据权利要求5所述的460MPa级低屈强比核电配管用钢板的生产方法,其特征在于,所述正火工艺:加热温度930℃±10℃,保温时间2min/mm且最短不得低于40min,出炉空冷。
7.根据权利要求5所述的460MPa级低屈强比核电配管用钢板的生产方法,其特征在于,所述回火工艺:加热温度640±10℃,保温时间4.5min/mm且最短不得低于90min,出炉空冷。
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