CN108913989B - 一种高性能10CrMo9-10钢板及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高性能10CrMo9‑10钢板及其生产方法，所述钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.10‑0.12%，Si：0.15‑0.30%，Mn：0.45‑0.60%，Cr：2.1‑2.3%，Mo：0.9‑1.1%，P≤0.02%，S≤0.01%，N≤0.012%，余量为Fe和不可避免的杂质；所述生产方法包括炼钢、加热轧制及热处理工序。本发明钢板性能稳定，屈服强度≥350MPa，抗拉强度530‑600MPa，延伸率≥20%，‑20℃冲击≥150J，400℃高温屈服强度≥250MPa；探伤合NB/T47013.3 Ⅰ级，钢板组织为均匀的回火贝氏体组织，晶粒度≥7级。

Description

一种高性能10CrMo9-10钢板及其生产方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种高性能10CrMo9-10钢板及其生产方法。
背景技术
10CrMo9-10钢板是在碳素钢的基础上加入一种或多种合金元素，用来改善和提高钢板的力学性能和淬透性，该钢板制成的无缝钢管被广泛用于液压支柱、高压气瓶、高压锅炉、化肥设备、石油裂化、汽车半轴套、柴油机、液压管件等，该钢板经常应用于高温、高压情况，目前生产的该钢板性能不稳定且易出现低温冲击韧性较低的现象，为了保证设备的使用性能，因此开发高性能10CrMo9-10钢板十分必要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高性能10CrMo9-10钢板；同时本发明还提供了一种高性能10CrMo9-10钢板的生产方法。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种高性能10CrMo9-10钢板，所述钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.10-0.12%，Si：0.15-0.30%，Mn：0.45-0.60%，Cr：2.1-2.3%，Mo：0.9-1.1%，P≤0.02%，S≤0.01%，N≤0.012%，余量为Fe和不可避免的杂质。
本发明所述钢板组织为回火贝氏体，晶粒度≥7级。
本发明所述钢板探伤合NB/T47013.3 Ⅰ级。
本发明所述钢板屈服强度≥350MPa，抗拉强度530-600MPa，延伸率≥20%，-20℃冲击≥150J；钢板400℃高温屈服强度≥250MPa。
本发明还提供了一种高性能10CrMo9-10钢板的生产方法，所述生产方法包括炼钢、加热轧制及热处理工序；所述热处理工序，采用正火+回火工艺。
本发明所述炼钢工序，炼钢采用转炉+连铸方式炼钢，为控制钢液中N含量，铁水加入量≥40%；加合金前喂Al线1.5-1.8kg/t钢脱氧，加合金后冶炼时间≥25min；VD真空保持时间≥15min，为降低钢液中氧含量，VD后喂Ca线0.45-0.60kg/t钢。
本发明所述加热轧制工序，连铸坯装连续炉进行加热轧制，加热温度1250-1280℃，轧后钢板进行堆垛处理，堆垛时间≥48h。
本发明所述热处理工序，正火温度920-940℃，正火后采用分级冷却冷至室温，分级冷却时高压段水压0.80-0.83MPa，持续时间7-10min；低压段水压0.38-0.40MPa，持续时间20-25min。
本发明所述热处理工序，经回火处理制得成品钢板，回火温度为720-740℃，在炉时间180-200min。
本发明高性能10CrMo9-10钢板产品及性能检测标准参考EN 10028-2：2009；产品探伤标准参考NB/T47013.3。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本发明优化了合金元素含量及配比，使高性能10CrMo9-10钢板成分设计更加合理。2、本发明生产的钢板性能稳定，钢板屈服强度≥350MPa，抗拉强度530-600MPa，延伸率≥20%，钢板400℃高温屈服强度≥250MPa，性能满足EN 10028-2：2009。3、本发明生产钢板探伤合NB/T47013.3 Ⅰ级，钢板组织为均匀的回火贝氏体组织，晶粒度≥7级。4、本发明创新了钢板的冶炼工艺、轧制工艺及热处理工艺，优化了钢板的性能，-20℃冲击≥150J。
附图说明
图1为实施例1高性能10CrMo9-10钢板产品金相组织图。
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
本实施例高性能10CrMo9-10钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.12%，Si：0.30%，Mn：0.60%，Cr：2.3%，Mo：1.1%，P：0.02%，S：0.01%，N：0.012%，其余为Fe和不可避免杂质。
本实施例高性能10CrMo9-10钢板生产方法包括炼钢、加热轧制及热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）炼钢工序：采用转炉+连铸方式炼钢，铁水加入量40%，加合金前喂Al线1.8kg/t钢脱氧，加合金后冶炼25min；VD真空保持时间为15min， VD后喂Ca线0.60kg/t钢；
（2）加热轧制工序：连铸坯装连续炉进行加热轧制，加热温度1280℃，轧后钢板进行堆垛处理，堆垛48h；
（3））热处理工序：轧制后的钢板经正火后加速冷却处理，正火温度940℃，正火后采用分级冷却冷至室温，分级冷却时高压段水压0.83MPa，持续时间10min；低压段水压0.40MPa，持续时间25min；冷却后经回火处理制得成品钢板，回火温度为740℃，在炉时间180min。
本实施例高性能10CrMo9-10钢板性能指标见表1，钢板探伤合NB/T47013.3 Ⅰ级；钢板金相组织图见图1，由图1可知组织为均匀的回火贝氏体，晶粒度7级。（实施例2-5高性能10CrMo9-10钢板的金相组织图与图1类似，故省略）。
实施例2
本实施例高性能10CrMo9-10钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.10%，Si：0.15%，Mn：0.45%，Cr：2.1%，Mo：0.9%，P：0.01%，S：0.009%，N：0.011%，其余为Fe和不可避免杂质。
本实施例高性能10CrMo9-10钢板生产方法包括炼钢、加热轧制及热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）炼钢工序：采用转炉+连铸方式炼钢，铁水加入量45%，加合金前喂Al线1.5kg/t钢脱氧，加合金后冶炼26min；VD真空保持时间为17min， VD后喂Ca线0.45kg/t钢；
（2）加热轧制工序：连铸坯装连续炉进行加热轧制，加热温度1250℃，轧后钢板进行堆垛处理，堆垛50h；
（3））热处理工序：轧制后的钢板经正火后加速冷却处理，正火温度920℃，正火后采用分级冷却冷至室温，分级冷却时高压段水压0.80MPa，持续时间7min；低压段水压0.38MPa，持续时间20min；冷却后经回火处理制得成品钢板，回火温度为720℃，在炉时间200min。
本实施例高性能10CrMo9-10钢板性能指标见表1，钢板探伤合NB/T47013.3 Ⅰ级；钢板组织为均匀的回火贝氏体，晶粒度7.5级。
实施例3
本实施例高性能10CrMo9-10钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.11%，Si：0.20%，Mn：0.50%，Cr：2.2%，Mo：1.0%，P：0.015%，S：0.008%，N：0.010%，其余为Fe和不可避免杂质。
本实施例高性能10CrMo9-10钢板生产方法包括炼钢、加热轧制及热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）炼钢工序：采用转炉+连铸方式炼钢，铁水加入量42%，加合金前喂Al线1.6kg/t钢脱氧，加合金后冶炼27min；VD真空保持时间为16min， VD后喂Ca线0.5kg/t钢；
（2）加热轧制工序：连铸坯装连续炉进行加热轧制，加热温度1260℃，轧后钢板进行堆垛处理，堆垛49h；
（3））热处理工序：轧制后的钢板经正火后加速冷却处理，正火温度930℃，正火后采用分级冷却冷至室温，分级冷却时高压段水压0.82MPa，持续时间8min；低压段水压0.39MPa，持续时间23min；冷却后经回火处理制得成品钢板，回火温度为730℃，在炉时间190min。
本实施例高性能10CrMo9-10钢板性能指标见表1，钢板探伤合NB/T47013.3 Ⅰ级；钢板组织为均匀的回火贝氏体，晶粒度8级。
实施例4
本实施例高性能10CrMo9-10钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.11%，Si：0.25%，Mn：0.51%，Cr：2.25%，Mo：1.05%，P：0.013%，S：0.009%，N：0.011%，其余为Fe和不可避免杂质。
本实施例高性能10CrMo9-10钢板生产方法包括炼钢、加热轧制及热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）炼钢工序：采用转炉+连铸方式炼钢，铁水加入量46%，加合金前喂Al线1.7kg/t钢脱氧，加合金后冶炼26min；VD真空保持时间为17min， VD后喂Ca线0.52kg/t钢；
（2）加热轧制工序：连铸坯装连续炉进行加热轧制，加热温度1270℃，轧后钢板进行堆垛处理，堆垛48h；
（3））热处理工序：轧制后的钢板经正火后加速冷却处理，正火温度940℃，正火后采用分级冷却冷至室温，分级冷却时高压段水压0.81MPa，持续时间9min；低压段水压0.40MPa，持续时间24min；冷却后经回火处理制得成品钢板，回火温度为735℃，在炉时间185min。
本实施例高性能10CrMo9-10钢板性能指标见表1，钢板探伤合NB/T47013.3 Ⅰ级；钢板组织为均匀的回火贝氏体，晶粒度7.5级。
实施例5
本实施例高性能10CrMo9-10钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.11%，Si：0.20%，Mn：0.50%，Cr：2.2%，Mo：1.0%，P：0.015%，S：0.008%，N：0.010%，其余为Fe和不可避免杂质。
本实施例高性能10CrMo9-10钢板生产方法包括炼钢、加热轧制及热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）炼钢工序：采用转炉+连铸方式炼钢，铁水加入量42%，加合金前喂Al线1.62kg/t钢脱氧，加合金后冶炼27min；VD真空保持时间为16min， VD后喂Ca线0.49kg/t钢；
（2）加热轧制工序：连铸坯装连续炉进行加热轧制，加热温度1260℃，轧后钢板进行堆垛处理，堆垛49h；
（3））热处理工序：轧制后的钢板经正火后加速冷却处理，正火温度930℃，正火后采用分级冷却冷至室温，分级冷却时高压段水压0.82MPa，持续时间8min；低压段水压0.39MPa，持续时间23min；冷却后经回火处理制得成品钢板，回火温度为730℃，在炉时间190min。
本实施例高性能10CrMo9-10钢板性能指标见表1，钢板探伤合NB/T47013.3 Ⅰ级；钢板组织为均匀的回火贝氏体，晶粒度9级。
表1实施例1-5高性能10CrMo9-10钢板性能
Figure DEST_PATH_IMAGE001
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 (6)

1.一种高性能10CrMo9-10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：0.10-0.12%，Si：0.15-0.30%，Mn：0.45-0.60%，Cr：2.1-2.3%，Mo：0.9-1.1%，P≤0.02%，S≤0.01%，N≤0.012%，余量为Fe和不可避免的杂质；所述钢板屈服强度≥350MPa，抗拉强度530-600MPa，延伸率≥20%；钢板-20℃冲击≥150J；钢板400℃高温屈服强度≥250MPa；
所述钢板由下述方法制备：其包括炼钢、加热轧制及热处理工序；所述热处理工序，采用正火+回火工艺；所述热处理工序，正火温度920-940℃，正火后采用分级冷却冷至室温，分级冷却时高压段水压0.80-0.83MPa，持续时间7-10min，低压段水压0.38-0.40MPa，持续时间20-25min；所述炼钢工序，炼钢采用转炉+连铸方式炼钢，铁水加入量≥40%；加合金前喂Al线1.5-1.8kg/t钢脱氧，加合金后冶炼时间≥25min；VD真空保持时间≥15min，VD后喂Ca线0.45-0.60kg/t钢。
2.根据权利要求1所述的一种高性能10CrMo9-10钢板，其特征在于，所述钢板组织为回火贝氏体，晶粒度≥7级。
3.根据权利要求1所述的一种高性能10CrMo9-10钢板，其特征在于，所述钢板探伤合NB/T47013.3Ⅰ级。
4.基于权利要求1-3任意一项所述的一种高性能10CrMo9-10钢板的生产方法，其特征在于，所述生产方法包括炼钢、加热轧制及热处理工序；所述热处理工序，采用正火+回火工艺；
所述热处理工序，正火温度920-940℃，正火后采用分级冷却冷至室温，分级冷却时高压段水压0.80-0.83MPa，持续时间7-10min，低压段水压0.38-0.40MPa，持续时间20-25min；
所述炼钢工序，炼钢采用转炉+连铸方式炼钢，铁水加入量≥40%；加合金前喂Al线1.5-1.8kg/t钢脱氧，加合金后冶炼时间≥25min；VD真空保持时间≥15min，VD后喂Ca线0.45-0.60kg/t钢。
5.根据权利要求4所述的一种高性能10CrMo9-10钢板的生产方法，其特征在于，所述加热轧制工序，连铸坯装连续炉进行加热轧制，加热温度1250-1280℃，轧后钢板进行堆垛处理，堆垛时间≥48h。
6.根据权利要求4或5所述的一种高性能10CrMo9-10钢板的生产方法，其特征在于，所述热处理工序，经回火处理制得成品钢板，回火温度为720-740℃，在炉时间180-200min。
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