CN109128692A - 一种大厚度s135不锈钢板的生产方法 - Google Patents

一种大厚度s135不锈钢板的生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种大厚度S135不锈钢板的生产方法，所述生产方法包括原始钢坯预热处理、制坯、钢坯加热及钢坯轧制工序。本发明通过合理的真空复合焊接制坯工艺，确保复合坯的制坯质量，以及后续的均热化加热技术和大压下轧制技术，确保钢板内部质量优良；通过双枪式电子束焊接技术，确保S135不锈钢板的原始复合坯质量良好，为后续加热、轧制生产提供基础条件。本发明实现了最大厚度200mm、探伤合JB/T4730‑2005 Ⅲ级以上的大厚度S135不锈钢板生产，Z向性能满足Z35级别，具有大厚度、大单重、生产效率高、成本低的优点。

Description

一种大厚度S135不锈钢板的生产方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种大厚度S135不锈钢板的生产方法。
背景技术
马氏体不锈钢由于具有良好的耐蚀性和力学性能，已经广泛用于核裂变反应堆高温环境部件的制备，如堆内构件、硼注箱、核乏料储运装置和核燃料水池等。然而，随着各种堆型核电站的建造、运行和容器的增大，以及结构(壁厚等)、腐蚀性等方面的研讨，目前通用的304L奥氏体不锈钢其耐腐蚀性及力学性能已经无法满足实际需求， 因此急需进一步提高304LN奥氏体不锈钢其耐腐蚀性及力学性能，以适应核电工业的高速发展。
大厚度S135不锈钢作为一种替代品，目前开始广泛用于水电板，核电领域，此材料因为有较好的机械性能与耐腐蚀性能广泛应用于核电、石油机械、阀门等领域。
大厚度S135不锈钢在变形过程中对应力十分敏感，冷加工成形比较困难。通过降低含碳量，增加镍含量，可获得超级马氏体不锈钢。近年来，各国在开发低碳、低氮超级马氏体钢方面投入很大，研究出一批不同用途的如水力发电、采矿设备、化工设备、食品工业、交通运输等，高温纸浆生产设备也是极具潜力的应用领域。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种大厚度S135不锈钢板的生产方法；该发明生产的大厚度S135不锈钢板具有大厚度、大单重、符合国标探伤的优点，生产效率高、成本低。
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S135不锈钢板的生产方法，所述生产方法包括原始钢坯预热处理、制坯、钢坯加热及钢坯轧制工序；所述原始钢坯预热处理工序，预热温度200～350℃，加热时间2～4h；所述制坯工序，制坯时，在2块相同尺寸规格、同炉号的坯料之间加入铌箔和镍箔。
本发明所述原始钢坯预热处理工序，将2块同尺寸规格、同炉号的坯料进行预热处理，预热温度200～350℃，加热时间2～4h。
本发明所述制坯工序，铌箔的厚度在0.05～0.10mm，且铌含量≥90%；镍箔的厚度为0.10～0.14mm。
本发明所述制坯工序，在制坯时，坯料放置位置为：S135坯料-镍箔-铌箔-镍箔-S135坯料。
本发明所述制坯工序，采用真空焊接，真空焊接时，使用两个真空电子束焊枪进行焊接，其中一个电子束枪进行小能量焊接、焊接线能量为40～60KJ/cm3，另外一个焊枪的焊接线能量为120～200KJ/cm3。
本发明所述钢坯加热工序，坯料在加热时，最高加热温度≤1220℃，加热时间≥5h，保温时间≥1h，保证坯料透烧均匀。
本发明所述钢坯轧制工序，轧制时采用避水轧制。
本发明所述生产方法生产的钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C≤0.05%、P≤0.015%、S≤0.020%、Mn：0.5～1.0%、Mo：0.5～1.1%，Ni：2.5～5.5%，Cr：11.5～14%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。
本发明所述生产方法生产的钢板厚度为150～200mm。
本发明所述生产方法生产的钢板探伤合JB/T4730-2005 Ⅲ级以上，复合层结合率100%，厚拉性能≥35，满足Z35要求。
本发明大厚度S135不锈钢板的厚拉性能检测方法标准参考GB/T5313、探伤检测方法标准参考JB/T4730-2005、产品标准参考GB/T 20878-2007。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本发明通过合理的真空复合焊接制坯工艺，确保复合坯的制坯质量，以及后续的均热化加热技术和大压下轧制技术，确保钢板内部质量优良。2、本发明通过双枪式电子束焊接技术，确保S135不锈钢板的原始复合坯质量良好，为后续加热、轧制生产提供基础条件。3、本发明采用真空焊接制坯、钢坯加热处理工艺，实现了最大厚度200mm、探伤合JB/T4730-2005 Ⅲ级以上的大厚度S135不锈钢板生产，Z向性能满足Z35级别。4、本发明S135不锈钢板具有大厚度、大单重、生产效率高、成本低的优点。
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
本实施例S135不锈钢板厚度为150mm，其化学成分组成及质量百分含量为：C：0.04%、P：0.015%、S：0.010%、Mn：0.55%、Mo：0.52%，Ni：2.55%，Cr：12%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。
本实施例S135不锈钢板的生产方法包括原始钢坯预热处理、制坯、钢坯加热及钢坯轧制工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）原始钢坯预热处理：将2块同尺寸规格、同炉号的坯料进行预热处理，预热温度200℃，加热时间2h；
（2）制坯：在2块相同尺寸规格、同炉号的坯料之间加入铌箔和镍箔，铌箔的厚度0.05mm、且铌含量为90%，镍箔的厚度0.10mm，坯料放置位置为：S135坯料－镍箔－铌箔－镍箔－S135坯料；
真空焊接时，使用两个真空电子束焊枪进行焊接，其中一个电子束枪进行小能量焊接、焊接线能量为40KJ/cm3，另外一个焊枪的焊接线能量为120KJ/cm3；
（3）钢坯加热：坯料加热时，最高加热温度1220℃，加热时间5h，保温时间1h，保证坯料透烧均匀；
（4）钢坯轧制：轧制时采用避水轧制。
本实施例S135不锈钢板探伤合JB/T4730-2005 I级，复合层结合率100%，厚拉性能48、45、42，满足Z35要求。
实施例2
本实施例S135不锈钢板厚度为170mm，其化学成分组成及质量百分含量为：C：0.002%、P：0.012%、S：0.008%、Mn：0.65%、Mo：0.72%，Ni：3.25%，Cr：12.7%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。
本实施例S135不锈钢板的生产方法包括原始钢坯预热处理、制坯、钢坯加热及钢坯轧制工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）原始钢坯预热处理：将2块同尺寸规格、同炉号的坯料进行预热处理，预热温度250℃，加热时间2.5h；
（2）制坯：在2块相同尺寸规格、同炉号的坯料之间加入铌箔和镍箔，铌箔的厚度0.07mm、且铌含量为92%，镍箔的厚度0.12mm，坯料放置位置为：S135坯料－镍箔－铌箔－镍箔－S135坯料；
真空焊接时，使用两个真空电子束焊枪进行焊接，其中一个电子束枪进行小能量焊接、焊接线能量为43KJ/cm3，另外一个焊枪的焊接线能量为140KJ/cm3；
（3）钢坯加热：坯料加热时，最高加热温度1220℃，加热时间5h，保温时间1h，保证坯料透烧均匀；
（4）钢坯轧制：轧制时采用避水轧制。
本实施例S135不锈钢板探伤合JB/T4730-2005 I级，复合层结合率100%，厚拉性能46、42、44，满足Z35要求。
实施例3
本实施例S135不锈钢板厚度为192mm，其化学成分组成及质量百分含量为：C：0.003%、P：0.010%、S：0.008%、Mn：0.85%、Mo：0.90%，Ni：4.55%，Cr：13.3%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。
本实施例S135不锈钢板的生产方法包括原始钢坯预热处理、制坯、钢坯加热及钢坯轧制工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）原始钢坯预热处理：将2块同尺寸规格、同炉号的坯料进行预热处理，预热温度280℃℃，加热时间2.5h；
（2）制坯：在2块相同尺寸规格、同炉号的坯料之间加入铌箔和镍箔，铌箔的厚度0.08mm、且铌含量为94%，镍箔的厚度0.14mm，坯料放置位置为：S135坯料－镍箔－铌箔－镍箔－S135坯料；
真空焊接时，使用两个真空电子束焊枪进行焊接，其中一个电子束枪进行小能量焊接、焊接线能量为55KJ/cm3，另外一个焊枪的焊接线能量为200KJ/cm3；
（3）钢坯加热：坯料加热时，最高加热温度1220℃，加热时间5h，保温时间1h，保证坯料透烧均匀；
（4）钢坯轧制：轧制时采用避水轧制。
本实施例S135不锈钢板探伤合JB/T4730-2005 I级，复合层结合率100%，厚拉性能38、40、42，满足Z35要求。
实施例4
本实施例S135不锈钢板厚度为200mm，其化学成分组成及质量百分含量为：C：0.002%、P：0.010%、S：0.002%、Mn：1.0%、Mo：1.1%，Ni：5.45%，Cr：13.9%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。
本实施例S135不锈钢板的生产方法包括原始钢坯预热处理、制坯、钢坯加热及钢坯轧制工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）原始钢坯预热处理：将2块同尺寸规格、同炉号的坯料进行预热处理，预热温度300℃，加热时间3h；
（2）制坯：在2块相同尺寸规格、同炉号的坯料之间加入铌箔和镍箔，铌箔的厚度0.10mm、且铌含量为95%，镍箔的厚度0.12mm，坯料放置位置为：S135坯料－镍箔－铌箔－镍箔－S135坯料；
真空焊接时，使用两个真空电子束焊枪进行焊接，其中一个电子束枪进行小能量焊接、焊接线能量为60KJ/cm3，另外一个焊枪的焊接线能量为170KJ/cm3；
（3）钢坯加热：坯料加热时，最高加热温度1220℃，加热时间5h，保温时间1h，保证坯料透烧均匀；
（4）钢坯轧制：轧制时采用避水轧制。
本实施例S135不锈钢板探伤合JB/T4730-2005 I级，复合层结合率100%，厚拉性能37、39、40，满足Z35要求。
实施例5
本实施例S135不锈钢板厚度为160mm，其化学成分组成及质量百分含量为：C：0.05%、P：0.007%、S：0.020%、Mn：0.5%、Mo：0.5%，Ni：5.5%，Cr：11.5%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。
本实施例S135不锈钢板的生产方法包括原始钢坯预热处理、制坯、钢坯加热及钢坯轧制工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）原始钢坯预热处理：将2块同尺寸规格、同炉号的坯料进行预热处理，预热温度350℃，加热时间3h；
（2）制坯：在2块相同尺寸规格、同炉号的坯料之间加入铌箔和镍箔，铌箔的厚度0.09mm、且铌含量为90%，镍箔的厚度0.13mm，坯料放置位置为：S135坯料－镍箔－铌箔－镍箔－S135坯料；
真空焊接时，使用两个真空电子束焊枪进行焊接，其中一个电子束枪进行小能量焊接、焊接线能量为45KJ/cm3，另外一个焊枪的焊接线能量为150KJ/cm3；
（3）钢坯加热：坯料加热时，最高加热温度1200℃，加热时间6h，保温时间2h，保证坯料透烧均匀；
（4）钢坯轧制：轧制时采用避水轧制。
本实施例S135不锈钢板探伤合JB/T4730-2005 I级，复合层结合率100%，厚拉性能43、40、47，满足Z35要求。
实施例6
本实施例S135不锈钢板厚度为180mm，其化学成分组成及质量百分含量为：C：0.01%、P：0.005%、S：0.012%、Mn：0.56%、Mo：0.62%，Ni：2.5%，Cr：14.0%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。
本实施例S135不锈钢板的生产方法包括原始钢坯预热处理、制坯、钢坯加热及钢坯轧制工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）原始钢坯预热处理：将2块同尺寸规格、同炉号的坯料进行预热处理，预热温度350℃，加热时间4h；
（2）制坯：在2块相同尺寸规格、同炉号的坯料之间加入铌箔和镍箔，铌箔的厚度0.06mm、且铌含量为91%，镍箔的厚度0.11mm，坯料放置位置为：S135坯料－镍箔－铌箔－镍箔－S135坯料；
真空焊接时，使用两个真空电子束焊枪进行焊接，其中一个电子束枪进行小能量焊接、焊接线能量为50KJ/cm3，另外一个焊枪的焊接线能量为180KJ/cm3；
（3）钢坯加热：坯料加热时，最高加热温度1210℃，加热时间8h，保温时间2.5h，保证坯料透烧均匀；
（4）钢坯轧制：轧制时采用避水轧制。
本实施例S135不锈钢板探伤合JB/T4730-2005 I级，复合层结合率100%，厚拉性能51、43、45，满足Z35要求。
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)

1.一种大厚度S135不锈钢板的生产方法，其特征在于，所述生产方法包括原始钢坯预热处理、制坯、钢坯加热及钢坯轧制工序；所述原始钢坯预热处理工序，预热温度200～350℃，加热时间2～4h；所述制坯工序，制坯时，在2块相同尺寸规格、同炉号的坯料之间加入铌箔和镍箔。
2.根据权利要求1所述的一种大厚度S135不锈钢板的生产方法，其特征在于，所述原始钢坯预热处理工序，将2块同尺寸规格、同炉号的坯料进行预热处理，预热温度200～350℃，加热时间2～4h。
3.根据权利要求1所述的一种大厚度S135不锈钢板的生产方法，其特征在于，所述制坯工序，铌箔的厚度在0.05～0.10mm，且铌含量≥90%；镍箔的厚度为0.10～0.14mm。
4.根据权利要求1所述的一种大厚度S135不锈钢板的生产方法，其特征在于，所述制坯工序，在制坯时，坯料放置位置为：S135坯料-镍箔-铌箔-镍箔-S135坯料。
5.根据权利要求1所述的一种大厚度S135不锈钢板的生产方法，其特征在于，所述制坯工序，采用真空焊接，真空焊接时，使用两个真空电子束焊枪进行焊接，其中一个电子束枪进行小能量焊接、焊接线能量为40～60KJ/cm3，另外一个焊枪的焊接线能量为120～200KJ/cm3。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种大厚度S135不锈钢板的生产方法，其特征在于，所述钢坯加热工序，坯料在加热时，最高加热温度≤1220℃，加热时间≥5h，保温时间≥1h，保证坯料透烧均匀。
7.根据权利要求1-5任意一项所述的一种大厚度S135不锈钢板的生产方法，其特征在于，所述钢坯轧制工序，轧制时采用避水轧制。
8.根据权利要求1-5任意一项所述的一种大厚度S135不锈钢板的生产方法，其特征在于，所述生产方法生产的钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C≤0.05%、P≤0.015%、S≤0.020%、Mn：0.5～1.0%、Mo：0.5～1.1%，Ni：2.5～5.5%，Cr：11.5～14%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。
9.根据权利要求1-5任意一项所述的一种大厚度S135不锈钢板的生产方法，其特征在于，所述生产方法生产的钢板厚度为150～200mm。
10.根据权利要求1-5任意一项所述的一种大厚度S135不锈钢板的生产方法，其特征在于，所述生产方法生产的钢板探伤合JB/T4730-2005 Ⅲ级以上，复合层结合率100%，厚拉性能≥35，满足Z35要求。
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