CN108368591B - 具有优异的焊后热处理耐性的压力容器钢板及其制造方法 - Google Patents

具有优异的焊后热处理耐性的压力容器钢板及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108368591B
CN108368591B CN201680074703.6A CN201680074703A CN108368591B CN 108368591 B CN108368591 B CN 108368591B CN 201680074703 A CN201680074703 A CN 201680074703A CN 108368591 B CN108368591 B CN 108368591B
Authority
CN
China
Prior art keywords
steel sheet
heat treatment
pwht
pressure vessel
manufacturing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201680074703.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108368591A (zh
Inventor
洪淳泽
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Posco Holdings Inc
Original Assignee
Posco Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Posco Co Ltd filed Critical Posco Co Ltd
Publication of CN108368591A publication Critical patent/CN108368591A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108368591B publication Critical patent/CN108368591B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0247—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the heat treatment
    • C21D8/0263—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the heat treatment following hot rolling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/004—Heat treatment of ferrous alloys containing Cr and Ni
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/005—Heat treatment of ferrous alloys containing Mn
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/007—Heat treatment of ferrous alloys containing Co
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/008—Heat treatment of ferrous alloys containing Si
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0221—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the working steps
    • C21D8/0226—Hot rolling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0247—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the heat treatment
    • C21D8/0273—Final recrystallisation annealing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/46—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/42—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/46—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with vanadium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/48—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with niobium or tantalum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/52—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with cobalt
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/002—Bainite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/008—Martensite
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Pressure Vessels And Lids Thereof (AREA)

Abstract

本发明涉及用于发电厂的锅炉、压力容器等的压力容器钢板，350℃至600℃的中高温的压力容器钢板具有优异的焊后热处理(PWHT)耐性并且即使进行长时间PWHT也防止强度和韧性降低，并且涉及具有优异的PWHT耐性的压力容器钢板及其制造方法，所述钢板包含：0.05重量％至0.17重量％的C、0.50重量％至1.00重量％的Si、0.3重量％至0.8重量％的Mn、1.0重量％至1.5重量％的Cr、0.3重量％至1.0重量％的Mo、0.003重量％至0.30重量％的Ni、0.003重量％至0.30重量％的Cu、0.005重量％至0.06重量％的可溶性Al、0.015重量％或更小的P和0.020重量％或更小的S；另外，选自0.002重量％至0.025重量％的Nb、0.002重量％至0.03重量％的V和0.002重量％至0.15重量％的Co的两种或更多种元素；以及剩余部分为Fe和不可避免的杂质，其中所述钢板的中心部分的显微组织包含20面积％或更大的回火马氏体和为贝氏体的剩余部分的混合组织。

Description

具有优异的焊后热处理耐性的压力容器钢板及其制造方法
技术领域
本公开内容涉及350℃至600℃的中高温的用于压力容器(例如发电厂的锅炉、压力容器等)的钢板，并且更特别地，涉及即使在进行焊后热处理(PWHT)之后也具有优异的强度和韧性的钢板及其制造方法。
背景技术
根据近来将积极开发恶劣环境中的油田的趋势，由于高油价时代以及石油近期供应短缺，用于精炼和储存原油的钢容器的厚度正在不断增加。
如果除上述钢的增厚之外焊接钢，则进行焊后热处理(PWHT)以消除在焊接期间产生的应力，并且目的在于稳定形状和尺寸并防止焊接之后结构的变形。然而，长时间段通过PWHT工艺的钢板可能存在由于钢板的组织粗化而导致钢板的抗拉强度劣化的问题。
也就是说，根据基体组织和晶粒边界的软化、晶粒的生长、碳化物的粗化等，长时间的PWHT过程可导致钢板的强度和韧性同时降低的现象。
在韩国专利特许公开第2012-0073448号中公开的常规制造方法使用利用厚钢板材料施用回火热处理模式的方法，所述厚钢板材料由以下组成：0.13重量％至0.15重量％的C、0.20重量％至0.65重量％的Si、0.4重量％至0.6重量％的Mn、1.3重量％至2.3重量％的Cr、0.6重量％至1.1重量％的Mo、0.1重量％至0.2重量％的Ni、0.1重量％至0.2重量％的Cu、0.2重量％至0.6重量％的可溶性Al、0.008重量％或更小的P和0.020重量％的S，即，通过在高温热处理之后进行低温热处理，在由低温回火产生离析增强效应时，利用强度根据在高温回火期间的还原电势密度而降低，但是这样的方法还具有在长时间的PWHT过程之后耐性可能显著劣化的缺点。
(相关技术文献)
(专利文献1)韩国专利特许公开第2012-0073448号
发明内容
技术问题
本公开内容的一个方面是提供对焊后热处理(PWHT)具有优异的耐性和韧性的高强度钢板及其制造方法，即使在进行长时间段PWHT之后，所述钢板的强度和韧性也不劣化。
技术方案
根据本公开内容的一个方面，具有优异的耐受焊后热处理(PWHT)的能力的压力容器钢板包含0.05重量％至0.17重量％的C、0.50重量％至1.00重量％的Si、0.3重量％至0.8重量％的Mn、1.0重量％至1.5重量％的Cr、0.3重量％至1.0重量％的Mo、0.003重量％至0.30重量％的Ni、0.003重量％至0.30重量％的Cu、0.005重量％至0.06重量％的可溶性Al、0.015重量％或更小的P和0.020重量％或更小的S；另外，选自0.002重量％至0.025重量％的Nb、0.002重量％至0.03重量％的V和0.002重量％至0.15重量％的Co的两种或更多种元素；以及作为剩余部分的Fe和不可避免的杂质，其中所述钢板的中心部分的显微组织形成为20面积％或更大的回火马氏体和剩余贝氏体的混合组织。
即使在600℃至(Ac1-20)℃的范围内进行最多达50小时PWHT时，钢板也可以保持550MPa或更大的抗拉强度，其中Ac1(℃)＝723+29.1*Si-10.7*Mn-16.9*Ni+16.9*Cr+6.38*W+290*As，并且每种合金元素具有表示其以重量％计的含量的值。
即使当在600℃至(Ac1-20)℃的范围内进行最多达50小时PWHT时，钢板也具有在-30℃下100J或更大，更优选地，200J或更大的夏氏(Charpy)冲击能量值。
根据本公开内容的另一个方面，具有优异的耐受焊后热处理(PWHT)的能力的压力容器钢板的制造方法包括在1000℃至1250℃的温度范围内再加热并热轧钢板坯，所述钢板坯包含0.05重量％至0.17重量％的C、0.50重量％至1.00重量％的Si、0.3重量％至0.8重量％的Mn、1.0重量％至1.5重量％的Cr、0.3重量％至1.0重量％的Mo、0.003重量％至0.30重量％的Ni、0.003重量％至0.30重量％的Cu、0.005重量％至0.06重量％的可溶性Al、0.015重量％或更小的P和0.020重量％或更小的S；另外，选自0.002重量％至0.025重量％的Nb、0.002重量％至0.03重量％的V和0.002重量％至0.15重量％的Co的两种或更多种元素；以及作为剩余部分的Fe和不可避免的杂质；
初步热处理操作，其中将热轧钢板在850℃至950℃的温度范围内保持1.3×t+(10～30)(分钟)的时间(其中，t为钢的厚度(mm))；
以及回火热处理操作，其中使经热处理的钢板冷却并在600℃至Ac1℃的温度范围内保持1.6×t+(10～30)(分钟)的时间(其中，t为钢的厚度(mm))。
所述制造方法还可包括在回火热处理操作之后，在600℃至(Ac1-20)℃的范围内进行最多达50小时PWHT的过程。
在回火热处理操作之后，钢板的显微组织可形成为包含20面积％或更大的回火马氏体和剩余贝氏体的混合组织，并且更优选地，可形成为包含20面积％至80面积％或更大的回火马氏体和剩余贝氏体的混合组织。
有益效果
如上所述，根据本公开内容的一个示例性实施方案，可以提供即使在进行长时间段PWHT之后强度和韧性也不劣化的压力容器钢板。
具体实施方式
下文中，将详细描述本公开内容中的示例性实施方案。
本公开内容涉及用于发电和电气设备工业中的结构钢的中高温压力容器钢板及其制造方法，并且更特别地，涉及即使在进行长时间段焊后热处理(PWHT)之后也具有显著改善的耐强度和韧性劣化性的中高温压力容器钢板及其制造方法，进行焊后热处理(PWHT)以显著减小在制造期间由焊接产生的残余应力。
根据本公开内容的具有优异的耐受PWHT的能力的中高温压力容器钢板可应用于约350℃至600℃的中高温压力容器钢板等，例如发电厂的锅炉、压力容器等，即使进行长时间段PWHT，其强度和韧性也不劣化。
首先，详细描述本公开内容的组成范围(下文中称为“重量百分比(重量％)”)。
可将碳(C)的含量限制在0.05重量％至0.17重量％的范围。C(作为用于改善钢板的强度的元素)具有这样的问题：当C含量小于0.05重量％时，基体相中钢板的强度降低；而当C含量大于0.17重量％时，由于强度过度增加而导致韧性降低。
可将硅(Si)的含量限制在0.50重量％至1.00重量％的范围。Si是在脱氧和固溶强化中有效的元素，并且是实现提高冲击转变温度的效果的元素。虽然Si应以0.50重量％或更大的量添加来实现目标强度，但是存在这样的问题：如果Si以大于1.00重量％的量添加，则可焊接性可能劣化，并且冲击韧性可能劣化。
可将锰(Mn)的含量限制在0.3重量％至0.8重量％的范围。由于Mn与S一起形成MnS(细长的非金属夹杂物)，从而使室温下的延伸率和低温韧性劣化，因此可将Mn优选地控制在含量为0.8重量％或更小。然而，由于如果将Mn添加至含量小于0.3重量％，则由于本公开内容的性质而难以确保适当的强度，因此可将Mn的含量限制在0.3重量％至0.8重量％的范围内。
可将铝(Al)的含量限制在0.005重量％至0.06重量％的范围。Al(与上述Si一起)是炼钢过程中的强脱氧剂之一，具有这样的问题：当Al含量小于0.005重量％时，脱氧效果不显著；而如果Al以大于0.06重量％的量添加，则脱氧效果饱和并且制造成本增加。
可将铬(Cr)的含量限制在1.0重量％至1.5重量％的范围。虽然由于铬(Cr)是增加高温强度的元素，因此在本公开内容中Cr以1.0重量％或更大的量添加来获得强度增加效果，但是由于铬(Cr)是相对昂贵的元素，并且如果铬(Cr)以大于1.5重量％的量添加，则铬(Cr)导致制造成本增加，因此可以有利的是将铬(Cr)控制为量为1.5重量％或更小。
可将钼(Mo)的含量限制在0.3重量％至1.0重量％的范围。Mo是防止由于硫化物所引起的钢板开裂的元素，以及如同Cr的情况在增加钢板的高温强度中有效的元素。虽然将Mo添加至量为0.3重量％或更大以获得所述效果，但是由于Mo也是相对昂贵的元素并且导致制造成本增加，因此可以有利的是将Mo的量限制为1.0重量％或更小。
可将铜(Cu)的含量限制在0.003重量％至0.30重量％的范围。Cu是在增加钢板的强度中有效的元素。因此，即使在应将Cu添加至量为0.003重量％或更大时，可以获得增加强度的效果，但是由于Cu是贵重的元素，因此可将Cu添加至含量小于0.30重量％。
可将镍(Ni)的含量限制在0.003重量％至0.30重量％的范围。由于Ni是相对昂贵的元素，并且即使在Ni以0.003重量％或更大的量添加以获得作为在改善钢板的低温韧性中最有效的元素的效果的情况下也导致制造成本增加，因此可以有利的是以0.30重量％或更小的量添加Ni。
P(作为使低温韧性劣化并提高回火脆化敏感性的元素)应具有控制为低的含量，但是由于难以进行降低P的含量的过程并且由于额外的工艺而可能增加生产成本，因此将P添加至含量为0.015重量％或更小。
由于S(作为如同P的情况降低低温韧性的元素)在钢中形成MnS夹杂物并且使钢的韧性劣化，因此应将S的含量控制为低，但是由于难以除去S并且过度花费额外的生产成本，因此可将S添加至含量为0.020重量％或更小。
本公开内容的上述组成可包含选自0.002重量％至0.025重量％的Nb、0.002重量％至0.03重量％的V和0.002重量％至0.15重量％的Co中的两种或更多种元素。
可将铌(Nb)添加至含量在0.002重量％至0.025重量％的范围。Nb是通过形成细碳化物或氮化物而在防止基体组织软化中有效的元素，但是由于其昂贵，因此可添加至含量在0.002重量％至0.025重量％的范围内。
可将钒(V)添加至含量在0.002重量％至0.03重量％的范围。由于V如同Nb的情况也是可以容易地形成细碳化物和氮化物的元素并且是昂贵的，因此可将V添加至含量在0.002重量％至0.03重量％的范围内。
钴(Co)(作为具有防止基体组织软化和延迟电势恢复的效果的元素)可添加至含量在0.002重量％至0.15重量％范围内。
组成包含作为剩余部分的Fe和不可避免的杂质。
下文中，将详细描述本公开内容的显微组织。
如果使具有上述组成的钢通过后面将描述的过程而经历控制轧制和热处理，则钢板的中心部分的显微组织可形成为回火马氏体和贝氏体的混合组织，并且组织应包含面积分数为至少20％或更大(剩余部分为回火贝氏体)的回火马氏体组织。此外，在热处理完成的钢的内部组织内可形成80nm或更小的细MX[(M＝Al，Nb，V，Cr，Mo)，(X＝N，C]]型碳化物(即，晶粒)。将结构控制为上述形态的原因是为了使钢板具有本发明目标所在的优异的耐受PWHT的能力和适当的强度及韧性。
下文中，将详细描述根据本公开内容的制造方法。
根据本公开内容的制造方法可包括将满足上述组成范围的钢板坯再加热至1000℃至1250℃的温度范围。此处，如果再加热温度低于1000℃，则溶质原子的固溶是困难的，并且如果再加热温度高于1250℃，则奥氏体晶粒的尺寸变得太粗而使钢板的特性劣化。
其后，可热轧如上所述加热的钢板坯，并且可对经冷却的热轧钢板进行热处理。
在热轧期间，每道次压下率没有特别限制，并且可为5％至30％。
热处理可在在850℃至950℃的温度范围内保持{1.3×t+(10～30)}(分钟)(t为钢的厚度(mm))的时间的同时进行。
如果在低于850℃的温度下进行热处理，由于难以为固溶体而使溶质原子溶解，因此难以确保强度，而如果在高于950℃的温度下进行热处理，由于晶粒生长，因此钢板的低温韧性劣化。
由于如果保持时间小于(1.3×t+10)(分钟)(t为钢的厚度(mm))，则结构的均化困难，以及如果保持时间大于(1.3×t+30)(分钟)(t为钢的厚度(mm))，则生产率劣化，因此热处理保持时间是受限制的。
可将经在所述温度和时间条件下保持的钢板基于中心部分的冷却速度以2.5℃/秒至30℃/秒的速率冷却。如果冷却速度为2.5℃/秒或更小，则在冷却期间可能出现粗铁素体晶粒，如果冷却速度大于30℃/秒，则由于过量的冷却设备而在经济方面是不利的。
可进行回火热处理操作，其中将经热处理和冷却的钢板在600℃至Ac1℃的温度范围内保持{1.6×t+(10～30)}(分钟)(t为钢的厚度(mm))的时间。
如果在低于600℃的温度下进行回火热处理，由于难以析出细析出物，因此难以确保强度，而如果在高于Ac1℃的温度下进行热处理，由于析出物生长，因此钢板的强度和低温韧性劣化。
由于如果保持时间小于1.6×t+10(分钟)(t为钢的厚度(mm))，则结构的均化困难，以及如果保持时间大于1.6×t+30(分钟)(t为钢的厚度(mm))，则生产率劣化，因此热处理保持时间是受限制的。
当使用通过如下回火热处理工艺制造的根据本公开内容的钢板制造压力容器时：其中使经热处理的钢板以2.5℃/秒至30℃/秒的冷却速度冷却并在600℃至Ac1℃的温度范围内保持{1.6×t+(10～30)}(分钟)(t为钢的厚度(mm))的时间，可进行用于除去由焊接过程增加的残余应力的PWHT处理。
虽然在对钢板进行长时间段PWHT之后钢板的强度和韧性通常劣化，但是通过本公开内容制造的钢板具有这样的优点：即使在使钢板在600℃至(Ac1-20)℃的普通PWHT温度下经历最多达50小时的长时间段PWHT时，也可以进行焊接加工而不大幅降低强度和韧性。
根据本公开内容中的一个示例性实施方案的钢板即使在进行50小时PWHT之后也可以具有550MPa或更大的抗拉强度，并且满足在-30℃下夏氏冲击能量值为100J或更大，由此具有优异的强度和韧性。
发明实施方式
下文中，将详细描述本公开内容中的示例性实施方案。然而，本公开内容不限于以下示例性实施方案。
下表1分别示出发明钢和比较钢的化学组分。
如下制造具有下表2所示厚度的热轧钢板：将具有如下表1所示组成的钢板坯在1140℃下加热300分钟，以15％的压下率热轧所述钢板坯，并且在950℃下结束热轧。
将热轧热钢板通过在930℃下保持{1.3×t+(10～30)}(分钟)(t为钢的厚度(mm))的时间来进行初步热处理，然后将经初步热处理的钢板以3℃/秒至20℃/秒的冷却速度冷却，并在下表2的条件下进行回火和PWHT处理。
如上所述，检测经PWHT处理的钢板的显微组织、屈服强度、抗拉强度和低温韧性，其结果示于下表3中。
将下表3中的低温韧性值评价为通过在-30℃下进行具有V型切口的样品的夏氏冲击试验而获得的夏氏冲击能量值。
[表1]
Figure BDA0001695873560000091
[表2]
Figure BDA0001695873560000092
[表3]
Figure BDA0001695873560000101
如从表1、2和3的结果可以看出，虽然PWHT时间达到50小时，但是满足本公开内容的组成和制造条件的发明钢具有未降低的强度和韧性值。相反，可以确定，比较钢在本公开内容的组成以外，并且即使在相同的PWHT条件下，其强度和韧性值也基本上劣于发明钢。
特别地，可以看出，即使在50小时的PWHT时间之后，发明钢的低温韧性值也未大幅降低，而比较钢的强度降低约100MPa，并且其低温韧性值降低约250J或更多。

Claims (9)

1.一种具有优异的耐受焊后热处理(PWHT)的能力的压力容器钢板，所述压力容器钢板包含0.05重量％至0.17重量％的C、0.50重量％至1.00重量％的Si、0.3重量％至0.8重量％的Mn、1.0重量％至1.5重量％的Cr、0.3重量％至1.0重量％的Mo、0.003重量％至0.30重量％的Ni、0.003重量％至0.30重量％的Cu、0.005重量％至0.06重量％的可溶性Al、0.015重量％或更小的P和0.020重量％或更小的S；0.002重量％至0.025重量％的Nb；另外，0.002重量％至0.03重量％的V和0.002重量％至0.15重量％的Co中的一种或两种；以及作为剩余部分的Fe和不可避免的杂质，
其中所述钢板的中心部分的显微组织形成为包含20面积％或更大的回火马氏体和剩余贝氏体的混合组织。
2.根据权利要求1所述的压力容器钢板，其中即使在600℃至(Ac1-20)℃的范围内进行最多达50小时PWHT时，所述钢板保持550MPa或更大的抗拉强度。
3.根据权利要求1所述的压力容器钢板，其中即使在600℃至(Ac1-20)℃的范围内进行最多达50小时PWHT时，所述钢板具有在-30℃下100J或更大的夏氏冲击能量值。
4.一种具有优异的耐受焊后热处理(PWHT)的能力的压力容器钢板的制造方法，所述制造方法包括：
在1000℃至1250℃的温度范围内再加热然后热轧钢板坯，所述钢板坯包含0.05重量％至0.17重量％的C、0.50重量％至1.00重量％的Si、0.3重量％至0.8重量％的Mn、1.0重量％至1.5重量％的Cr、0.3重量％至1.0重量％的Mo、0.003重量％至0.30重量％的Ni、0.003重量％至0.30重量％的Cu、0.005重量％至0.06重量％的可溶性Al、0.015重量％或更小的P和0.020重量％或更小的S；0.002重量％至0.025重量％的Nb；另外，0.002重量％至0.03重量％的V和0.002重量％至0.15重量％的Co中的一种或两种；以及作为剩余部分的Fe和不可避免的杂质；
初步热处理操作，其中将热轧钢板在850℃至950℃的温度范围内保持{1.3×t+(10～30)}(分钟)的时间，其中，t为钢的厚度(mm)；以及
回火热处理操作，其中使经热处理的钢板冷却并在600℃至Ac1℃的温度范围内保持{1.6×t+(10～30)}(分钟)的时间，其中，t为钢的厚度(mm)，以及
其中在所述钢板的冷却中，冷却速度为2.5℃/秒至30℃/秒。
5.根据权利要求4所述的制造方法，还包括在所述回火热处理操作之后，在600℃至(Ac1-20)℃的范围内进行最多达50小时PWHT的过程。
6.根据权利要求4所述的制造方法，其中在所述回火热处理操作之后，所述钢板的显微组织形成为包含20面积％或更大的回火马氏体和剩余贝氏体的混合组织。
7.根据权利要求4所述的制造方法，其中在所述钢板坯的热轧中，每道次压下率为5％至30％。
8.根据权利要求4所述的制造方法，其中即使在600℃至(Ac1-20)℃的范围内进行最多达50小时PWHT时，所述钢板在所述回火热处理操作之后保持550MPa或更大的抗拉强度。
9.根据权利要求4所述的制造方法，其中即使在600℃至(Ac1-20)℃的范围内进行最多达50小时PWHT时，所述钢板在所述回火热处理操作之后具有在-30℃下100J或更大的夏氏冲击能量值。
CN201680074703.6A 2015-12-17 2016-11-03 具有优异的焊后热处理耐性的压力容器钢板及其制造方法 Active CN108368591B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150181285A KR101778398B1 (ko) 2015-12-17 2015-12-17 용접 후 열처리 저항성이 우수한 압력용기 강판 및 그 제조방법
KR10-2015-0181285 2015-12-17
PCT/KR2016/012562 WO2017104969A1 (ko) 2015-12-17 2016-11-03 용접 후 열처리 저항성이 우수한 압력용기 강판 및 그 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108368591A CN108368591A (zh) 2018-08-03
CN108368591B true CN108368591B (zh) 2020-07-28

Family

ID=59056877

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680074703.6A Active CN108368591B (zh) 2015-12-17 2016-11-03 具有优异的焊后热处理耐性的压力容器钢板及其制造方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10829830B2 (zh)
EP (1) EP3392365B1 (zh)
JP (1) JP6688391B2 (zh)
KR (1) KR101778398B1 (zh)
CN (1) CN108368591B (zh)
SA (1) SA518391749B1 (zh)
WO (1) WO2017104969A1 (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101867701B1 (ko) * 2016-11-11 2018-06-15 주식회사 포스코 수소유기균열 저항성이 우수한 압력용기용 강재 및 그 제조방법
KR101917444B1 (ko) * 2016-12-20 2018-11-09 주식회사 포스코 고온 템퍼링 열처리 및 용접 후 열처리 저항성이 우수한 압력용기용 강재 및 이의 제조방법
KR101998991B1 (ko) * 2017-12-15 2019-07-10 주식회사 포스코 인장강도 및 저온충격인성이 우수한 압력용기용 강판 및 그 제조방법
KR102280641B1 (ko) * 2019-10-22 2021-07-22 주식회사 포스코 고온 용접후열처리 저항성이 우수한 압력용기용 강판 및 그 제조방법
CN112143982A (zh) * 2020-08-25 2020-12-29 江阴兴澄特种钢铁有限公司 压力容器封头用CrMo钢板热成型的模拟热处理工艺
KR102443670B1 (ko) * 2020-12-16 2022-09-20 주식회사 포스코 고온 pwht 저항성이 우수한 압력용기용 강판 및 그 제조방법
CN114317922A (zh) * 2021-12-30 2022-04-12 南阳汉冶特钢有限公司 一种汽包板13MnNiMoR热循环过程保证力学性能稳定的控制方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59153866A (ja) * 1983-02-18 1984-09-01 Nippon Kokan Kk <Nkk> 非調質の高強度高靭性圧力容器用鋼
JP2011001620A (ja) * 2009-06-22 2011-01-06 Jfe Steel Corp 優れた生産性と溶接性を兼ね備えた、ｐｗｈｔ後の落重特性に優れた高強度厚鋼板およびその製造方法
JP2012122111A (ja) * 2010-12-10 2012-06-28 Jfe Steel Corp 優れた生産性と溶接性を兼ね備えた、ＰＷＨＴ後の落重特性に優れたＴＭＣＰ−Ｔｅｍｐｅｒ型高強度厚鋼板の製造方法
CN104781436A (zh) * 2012-11-09 2015-07-15 株式会社神户制钢所 钢构件及其制造方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08104943A (ja) 1994-10-06 1996-04-23 Nippon Steel Corp 高温強度に優れた圧力容器用鋼及びその製造方法
JP3499085B2 (ja) 1996-06-28 2004-02-23 新日本製鐵株式会社 耐破壊性能に優れた建築用低降伏比高張力鋼材及びその製造方法
JPH11131177A (ja) 1997-08-29 1999-05-18 Nippon Steel Corp 溶接後熱処理の省略可能な中常温圧力容器用鋼板およびその製造方法
JP2000345281A (ja) * 1999-06-02 2000-12-12 Nippon Steel Corp 溶接性と低温靭性に優れた低合金耐熱鋼およびその製造方法
JP5028760B2 (ja) * 2004-07-07 2012-09-19 Ｊｆｅスチール株式会社 高張力鋼板の製造方法および高張力鋼板
WO2006004228A1 (ja) 2004-07-07 2006-01-12 Jfe Steel Corporation 高張力鋼板の製造方法
JP5028785B2 (ja) 2005-10-31 2012-09-19 Ｊｆｅスチール株式会社 高靭性高張力鋼板およびその製造方法
KR100833071B1 (ko) 2006-12-13 2008-05-27 주식회사 포스코 내ｈｉｃ특성이 우수한 인장강도 600㎫급 압력용기용 강판및 그 제조 방법
KR101091306B1 (ko) * 2008-12-26 2011-12-07 주식회사 포스코 원자로 격납 용기용 고강도 강판 및 그 제조방법
KR101271954B1 (ko) * 2009-11-30 2013-06-07 주식회사 포스코 저온인성 및 수소유기균열 저항성이 우수한 압력용기용 강판 및 그 제조방법
KR101253888B1 (ko) 2010-12-15 2013-04-16 주식회사 포스코 용접 후 열처리 저항성이 우수한 고강도 강판 및 그 제조방법
KR101253899B1 (ko) 2010-12-27 2013-04-16 주식회사 포스코 강도 및 저온 인성이 우수한 후판강재 및 그 제조방법
IT1403689B1 (it) * 2011-02-07 2013-10-31 Dalmine Spa Tubi in acciaio ad alta resistenza con eccellente durezza a bassa temperatura e resistenza alla corrosione sotto tensioni da solfuri.
JP5533729B2 (ja) 2011-02-22 2014-06-25 新日鐵住金株式会社 局部変形能に優れ、成形性の方位依存性の少ない延性に優れた高強度熱延鋼板及びその製造方法
JP6020017B2 (ja) 2011-12-14 2016-11-02 Ｊｆｅスチール株式会社 耐再熱割れ性と強度、靭性に優れたＣｒ−Ｍｏ鋼板およびその製造方法
JP5370503B2 (ja) * 2012-01-12 2013-12-18 新日鐵住金株式会社 低合金鋼
JP5942916B2 (ja) * 2013-04-09 2016-06-29 Ｊｆｅスチール株式会社 Ｐｗｈｔ後の板厚中心部の低温靭性に優れた厚肉厚鋼板およびその製造方法
KR101568523B1 (ko) 2013-12-24 2015-11-11 주식회사 포스코 소려 취화 저항성이 우수한 압력용기용 강판 및 그 제조 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59153866A (ja) * 1983-02-18 1984-09-01 Nippon Kokan Kk <Nkk> 非調質の高強度高靭性圧力容器用鋼
JP2011001620A (ja) * 2009-06-22 2011-01-06 Jfe Steel Corp 優れた生産性と溶接性を兼ね備えた、ｐｗｈｔ後の落重特性に優れた高強度厚鋼板およびその製造方法
JP2012122111A (ja) * 2010-12-10 2012-06-28 Jfe Steel Corp 優れた生産性と溶接性を兼ね備えた、ＰＷＨＴ後の落重特性に優れたＴＭＣＰ−Ｔｅｍｐｅｒ型高強度厚鋼板の製造方法
CN104781436A (zh) * 2012-11-09 2015-07-15 株式会社神户制钢所 钢构件及其制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
SA518391749B1 (ar) 2022-08-23
KR101778398B1 (ko) 2017-09-14
EP3392365A4 (en) 2018-10-24
WO2017104969A8 (ko) 2017-12-21
WO2017104969A1 (ko) 2017-06-22
CN108368591A (zh) 2018-08-03
JP2019504194A (ja) 2019-02-14
EP3392365A1 (en) 2018-10-24
EP3392365B1 (en) 2020-05-06
US20180371567A1 (en) 2018-12-27
JP6688391B2 (ja) 2020-04-28
US10829830B2 (en) 2020-11-10
KR20170073015A (ko) 2017-06-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108368591B (zh) 具有优异的焊后热处理耐性的压力容器钢板及其制造方法
KR101657828B1 (ko) Ｐｗｈｔ 후 인성이 우수한 고강도 압력용기용 강재 및 그 제조방법
CN111465711B (zh) 拉伸强度和低温冲击韧性优异的用于压力容器的钢板及其制造方法
KR101094310B1 (ko) 저온인성이 우수한 용접성 초고강도강 및 그 제조방법
CN108431272B (zh) 对pwht具有优异抗性的低温压力容器用钢板及其制造方法
JP5657026B2 (ja) 溶接後熱処理抵抗性に優れた高強度鋼板及びその製造方法
CN110088338B (zh) 对高温回火热处理和焊后热处理具有优异抗力的压力容器用钢及其制造方法
US20100236672A1 (en) High tensile steel for deep drawing and manufacturing method thereof
KR20160063532A (ko) Pwht 저항성이 우수한 저온용 압력용기용 강판 및 그 제조 방법
KR101271968B1 (ko) 용접 후 열처리 저항성이 우수한 중고온용 강판 및 그 제조방법
KR20210000844A (ko) Pwht 저항성이 우수한 압력용기 강판 및 그 제조방법
KR101455458B1 (ko) 강재 및 그 제조 방법
JP7398559B2 (ja) 高温溶接後熱処理抵抗性に優れた圧力容器用鋼板及びその製造方法
KR101615029B1 (ko) 강판 및 그 제조 방법
CN110088339B (zh) 具有优异pwht抗力的压力容器钢板及其制造方法
KR101467030B1 (ko) 고강도 강판 제조 방법
KR20130034197A (ko) 강재 및 그 제조 방법
KR101095911B1 (ko) 저온인성이 우수한 용접성 초고강도강
KR20130023709A (ko) 강판 및 그 제조 방법과, 이를 이용한 강관 제조 방법
KR20150049660A (ko) 고강도 강판 제조 방법 및 이를 이용한 고강도 강관

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP03 Change of name, title or address
CP03 Change of name, title or address

Address after: Seoul, South Kerean

Patentee after: POSCO Holdings Co.,Ltd.

Address before: Gyeongbuk, South Korea

Patentee before: POSCO

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20230526

Address after: Gyeongbuk, South Korea

Patentee after: POSCO Co.,Ltd.

Address before: Seoul, South Kerean

Patentee before: POSCO Holdings Co.,Ltd.