CN110029268A - 一种保心部低温韧性的低温压力容器用09MnNiDR钢板及制造方法 - Google Patents

一种保心部低温韧性的低温压力容器用09MnNiDR钢板及制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110029268A
CN110029268A CN201910235150.3A CN201910235150A CN110029268A CN 110029268 A CN110029268 A CN 110029268A CN 201910235150 A CN201910235150 A CN 201910235150A CN 110029268 A CN110029268 A CN 110029268A
Authority
CN
China
Prior art keywords
steel plate
temperature
low
steel
09mnnidr
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.)
Granted
Application number
CN201910235150.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110029268B (zh
Inventor
王培玉
白云
叶建军
李经涛
苗丕峰
王柯
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.)
Jiangyin Xingcheng Special Steel Works Co Ltd
Original Assignee
Jiangyin Xingcheng Special Steel Works 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 Jiangyin Xingcheng Special Steel Works Co Ltd filed Critical Jiangyin Xingcheng Special Steel Works Co Ltd
Priority to CN201910235150.3A priority Critical patent/CN110029268B/zh
Publication of CN110029268A publication Critical patent/CN110029268A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110029268B publication Critical patent/CN110029268B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/02—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of sheets
    • 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
    • C21D8/0205—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips of ferrous alloys
    • 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
    • C21D8/0263—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
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C33/00—Making ferrous alloys
    • C22C33/04—Making ferrous alloys by melting
    • 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
    • C22C38/002—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
    • 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
    • C22C38/08—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing nickel
    • 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
    • C22C38/12—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tungsten, tantalum, molybdenum, vanadium, or niobium
    • 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
    • C22C38/14—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing titanium or zirconium
    • 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
    • C21D2211/005—Ferrite
    • 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
    • C21D2211/009—Pearlite

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)

Abstract

本发明涉及一种保心部低温韧性的低温压力容器用09MnNiDR钢板及其生产方法。09MnNiDR钢板是由以下重量百分比的组分熔炼而成：C：0.06％～0.12％，Si：0.15％～0.50％，Mn：1.20％～1.60％，P≤0.012％，S≤0.003％，Ni：0.30％～0.80％，Nb：0.010％～0.040％，Al：0.020％～0.060％，Ti：0.010％～0.030％，Ca：0.001％～0.03％，余量为Fe和不可避免的杂质。该钢板的生产方法为：冶炼→LF/RH精炼→连铸→加热→轧制→快速冷却→钢板热处理→成品钢板。本发明钢板的最大厚度为120mm，屈服强度≥300MPa，抗拉强度≥440MPa，厚度1/4和心部(厚度1/2)处‑70℃低温冲击吸收能KV2≥100J，采用本发明的方法所生产的09MnNiDR钢板具有纯净度较高、低温冲击功良好等特点，可广泛应用于石油化工领域，应用前景广阔。

Description

一种保心部低温韧性的低温压力容器用09MnNiDR钢板及制造 方法
技术领域
本发明涉及一种用于制造最低使用温度为-70℃的石油化工用低温液体或气体的反应、储存、运输用保心部低温韧性的09MnNiDR钢板，同时还涉及一种该钢板的生产方法。属于冶金技术领域。
背景技术
近年来随着石油化工工业的发展，使用于低温液体和气体的反应、储存、运输的设备制造业也得到了快速发展，因此对制造此类设备所使用的低温钢有了迫切的要求，并且随着设备的大型化发展也要求提供厚度更大的低温钢。同时，由于低温设备的广泛应用，低温钢的需求量也越来越大，因此开发低温力学性能良好同时又能有效控制生产成本的低温钢生产工艺成为了迫切要求。在此状况下，发明了一种生产工艺相对简单、贵重合金含量相对较低的低温钢09MnNiDR钢板，同时还涉及一种该钢板的生产方法。这是通过低碳和低碳当量设计，添加约0.5％的Ni和适量的Nb、Ti合金和夹杂物球化工艺，采用控轧控冷工艺细化金相组织，合适的正火工艺进一步细化金相组织并且得到合理的组织比例，来确保优良的低温韧性的技术，利用钢中细小的Nb、Ti的碳氮化物钉扎晶界，以及作为重新结晶的核心，从而细化晶粒提高钢的低温韧性。按此工艺开发的低温钢09MnNiDR钢板，最大厚度规格120mm，可满足厚度1/4处-70℃低温冲击吸收能量KV2≥100J(平均值)，同时可满足厚度1/2处-70℃冲击功KV2实物水平≥100J(平均值)。该厚度低温用钢板的成功研制，对于该级别钢板的国产化及进一步推广应用都具有重要意义。欧洲标准EN10028-4“具有特殊低温性能的镍合金钢”中11MnNi5-3钢、13MnNi6-3钢同样含有约0.5％的Ni，与09MnNiDR要求的Ni含量类似，但是11MnNi5-3钢、13MnNi6-3钢要求的最低使用温度仅为-60℃并且仅为厚度1/4处的要求，因此，最低使用温度达-70℃并且可以同时保证厚度1/4处和厚度1/2处-70℃低温冲击吸收能量KV2≥100J(平均值)的09MnNiDR钢的开发在国际上具有一定的先进性。
低温压力容器用09MnNiDR钢板的质量难度主要表现在：
1、生产的钢板厚度越来越大，随着厚度增加钢板厚度1/2处的偏析和夹杂物更加严重，会严重恶化钢板的冶金质量，本发明09MnNiDR钢板最大厚度达到120mm；
2、韧性要求高，要求厚度1/4和厚度1/2处-70℃横向冲击吸收能KV2都达到100J以上(平均值)；
3、钢板各项力学性能(包括拉伸性能、低温冲击吸收能量)都满足对钢板的要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种仅经过热轧和正火热处理工序生产的09MnNiDR钢板，通过合理的化学成分设计、夹杂物球化变性处理、控轧控冷工艺和正火工艺优化，以提高钢板的-70℃低温冲击韧性，钢板厚度1/4和厚度1/2处-70℃冲击吸收能KV2平均在100J以上。
本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种保心部低温韧性的低温压力容器用09MnNiDR钢板，钢板是由以下质量百分比的组分熔炼而成：C：0.06％～0.12％，Si：0.15％～0.50％，Mn：1.20％～1.60％，P≤0.012％，S≤0.003％，Ni：0.30％～0.80％，Nb：0.010％～0.040％，Al：0.020％～0.060％，Ti：0.010％～0.030％，Ca：0.001％～0.03％，余量为Fe和不可避免的杂质。
所述钢板的最大厚度为120mm。
本发明钢板采用化学成分设计，适量的碳、锰固溶强化；加入少量的Nb、Ti细化晶粒，其碳氮化物起到弥散强化作用；Ca对钢中的夹杂物氧进行球化变性使浇注过程容易进行并降低夹杂物对钢的危害；Ni提高钢板的低温韧性。
钢板中各组分及含量在本发明中的作用是：
C：0.06％～0.12％，碳对钢的屈服强度、抗拉强度、焊接性能产生显著影响，适量的碳含量可以提高钢板的淬透性，是最直接、最经济的提高钢板强度的元素，从而有效减少贵重合金元素Ni、Nb、Ti的使用量,但碳含量过高，又会影响钢的焊接性能及韧性，因此确定0.06％-0.12％的碳含量范围是综合考虑了保证优良的力学性能和生产经济性。
Si：0.15％～0.50％，在炼钢过程中作为还原剂和脱氧剂，同时Si也能起到固溶强化作用，但含量过高时，会造成钢的韧性下降，降低钢的焊接性能。
Mn：1.20％～1.60％，锰成本低廉，能增加钢的韧性、强度和硬度，提高钢的淬透性，改善钢的热加工性能；锰量过高，对于大厚度钢板易出现中心偏析。
P≤0.012％，S≤0.003％：在一般情况下，磷和硫都是钢中有害元素，增加钢的脆性；磷使焊接性能变坏，降低塑性，使冷弯性能变坏；硫降低钢的延展性和韧性，在锻造和轧制时造成裂纹；因此应尽量减少磷和硫在钢中的含量。
Al：0.020-0.060％，AL是强脱氧元素，在Si脱氧后，用AL终脱氧，降低钢中氧及氧化物夹杂含量，提高钢的综合性能；0.020％以上的全AL含量是细晶粒钢的标志。
Nb：0.010％～0.040％，铌的加入是为了促进钢轧制显微组织的晶粒细化，可同时提高强度和韧性，铌可在控轧过程中通过抑制奥氏体再结晶，有效地细化显微组织，并通过析出强化基体；铌可降低钢的过热敏感性及回火脆性，焊接过程中，铌原子的偏聚及析出可以阻碍加热时奥氏体晶粒的粗化，并保证焊接后得到比较细小的热影响区组织，改善焊接性能。
Ti：0.010％～0.030％，钛是强烈的固N元素，细小的TiN粒子可有效地阻碍钢在加热时奥氏体晶粒的长大，从而保证变形前较好的晶粒组织准备，为良好的性能打下基础；精炼过程控制Ti的加入时机，形成Ti的合适氧化物粒子，能显著地改善钢焊接热影响取得韧性。
Ni：0.30％～0.80％，镍能提高钢板淬透性，尤其在改善钢板在低温下的韧性，使韧脆转变温度下降方面作用明显。Ni在钢中只形成固溶体，而且固溶强化不明显，主要在塑性变形过程提高材料的韧性。
Ca:0.001％～0.010％，钙不仅具有良好的脱氧脱硫能力，能使钢中长条状有锐角的高熔点氧化物、高熔点硫化物变成球状的低熔点钙酸盐复合夹杂物，长条状有锐角夹杂物在低温使用状态下容易在尖角处形成裂纹源使钢件开裂失效，添加适量的钙可提高钢板的低温韧性，但是过量的钙会使钢中形成多余的氧化物，损害钢的性能，因此必须严格控制钙的含量。
本发明的目的还在于提供一种保心部低温韧性的低温压力容器用09MnNiDR钢板的生产方法，以提高钢板在-70℃低温使用环境下保持钢的强度、冲击韧性。
本发明一种保心部低温韧性的低温压力容器用09MnNiDR钢板的制造方法所采用的技术方案的步骤如下：
(1)冶炼：钢水先经电炉或转炉冶炼，送入LF精炼炉精炼，去除钢水中的氧及夹杂物，钢水温度达到1640℃±10℃转入RH炉真空脱气处理，真空脱气处理后加入Fe-Ca线400m～500m或纯Ca线300m～400m，软吹3-25分钟使钢液成分均匀，然后吊包浇注。
(2)连铸：采用150mm、370mm、450mm板坯连铸机生产,浇铸温度为1535～1565℃，轻压下11-14mm。
(3)轧制：采用再结晶区+未再结晶区两阶段轧制工艺进行轧制，中间晾钢厚度为成品板厚的1.5倍～4倍，第一阶段轧制温度为930℃～1100℃，此阶段单道次压下量为10％～20％，累计压下率为40％～60％；第二阶段轧制温度为800℃～880℃，累计压下率为40％～60％，得到钢板粗品；
(4)钢板轧后水冷：钢板轧后，快速水冷，设置为DQ模式(直接淬火模式)，冷却速度10℃/秒～20℃/秒，水量自动控制，钢板入水温度750℃～800℃，钢板出水返红温度为550℃～650℃。
(5)钢板热处理：对钢板进行正火热处理，正火温度800℃～910℃，保温时间2min/mm，钢板出炉后空冷，得到钢板成品。
其中：步骤(1)钢水初炼前期最大限度脱除钢液中的磷，钢水[P]＜0.003％、钢液温度1600℃以上后初炼结束，可以出钢。LF精炼首要任务是脱氧、脱硫，LF精炼炉座包后喂入适量铝线，LF精炼过程钢液[AL]含量在0.015％以上，扩散脱氧和沉淀脱氧联合进行，LF总精炼周期55min以上，快速变渣，白渣保持时间25min以上，吊包[Al]0.020％以上；脱氧良好、成分合适、温度合适后吊包进入RH真空精炼。真空过程钢液面渣量1.5kg/t钢左右，真空处理时间10-30分钟，真空脱气处理后加入Fe-Ca线400m～500m或纯Ca线300m～400m进行Ca处理，软吹3-25分钟使钢液成分均匀，保证了钢液真空脱气效果和促进夹杂物上浮去除。步骤(1)的首要目的是得到规定的化学成分，规定含量的C、Mn、Ni、Nb、Ti、Al共同作用是保证钢板在-70℃环境下仍能保持较高的冲击韧性的关键。同时，通过步骤1使钢中的P、S、N、H、O以及夹杂物的含量控制在一个极低的水平，也有利于-70℃低温冲击韧性的提高。
步骤(2)所述浇铸温度为1535℃～1565℃，控制过热度在≤50℃范围内，控制连铸坯拉速在0.45m/min～1.35m/min，同时采用连铸坯动态轻压下工艺，控制压下量在11mm～14mm，浇铸成150mm、370mm、450mm板坯，中心偏析C类0.5级以下、中心疏松0.5级以下。
步骤(3)所述的中间晾钢厚度为成品板厚的1.5倍～4倍，第一阶段轧制的开轧温度为1050℃～1100℃，终轧温度为920℃～970℃；第二阶段轧制的开轧温度为840℃～880℃，终轧温度为800℃～820℃。
步骤(4)所述的钢板轧后水冷设置为DQ模式(直接淬火模式)，冷却速度10℃/秒～20℃/秒，钢板入水温度750℃～800℃，钢板出水返红温度为550℃～650℃。
步骤(5)所述的钢板正火温度800℃～910℃，保温时间1.5-3.0min/mm，钢板出炉后空冷，得到钢板成品。制定钢板最佳的热处理工艺，可以使钢板得到最佳的组织类型和比例分配，并且使晶粒更加细化，从而有利于得到优良的-70℃低温韧性。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明钢板的化学成分设计采用合适的C含量同时结合合理的Mn、Ni、Nb、Ti相互匹配，使用Ca元素对夹杂物进行球化变性处理，同时采用控轧、控冷工艺，能在低贵重合金使用量条件下确保钢板力学性能良好，使钢板具有良好的组织、综合性能和焊接性能，从而在获得优良的低温韧性的同时兼顾生产的经济性，增强市场竞争力；本发明钢板的生产方法采用控轧、控冷工艺，解决了钢板晶粒粗大不均的问题，具有优良的综合性能；能够同时保证钢板厚度1/4和厚度1/2处-70℃低温冲击吸收能量≥100J，低温韧性有相当大的富裕量，可用于各类低温反应容器以及低温储罐的制造，应用前景广阔；本发明钢板的生产方法采用控轧、控冷工艺同时经过正火处理，得到铁素体、珠光体组织，钢板组织均匀、细小。
本发明具有以下优点：①本发明的钢质更纯净，P≤0.012％，S≤0.003％；②低温冲击吸收能量高，厚度1/4和厚度1/2处-70℃冲击吸收能KV2平均在100J以上；③钢板最大厚度可达到120mm；④钢板组织为简单的铁素体、珠光体组织并且晶粒细小。
试验结果表明：采用本发明的方法所生产的钢板具有纯净度较高、-70℃冲击功良好等特点。
附图说明
图1为在使用本发明之前钢中夹杂物形貌为长条形夹杂物的微观样貌图。
图2为在使用本发明之后钢中夹杂物形貌为球形夹杂物的微观样貌图。
图3为本发明实施中09MnNiDR钢板金相组织X100微观组织图。
图4为本发明实施中09MnNiDR钢板金相组织X200微观组织图。
图5为本发明实施中09MnNiDR钢板金相组织X500微观组织图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
本实施例的低温压力容器用09MnNiDR钢板，厚度50mm，钢是由以下质量百分比的组分熔炼而成：C：0.06％，Si：0.25％，Mn：1.30％，P：0.010％，S：0.003％，Ni：0.40％，Nb：0.010％，Al：0.020％，Ti：0.015％，Ca：0.002％，余量为Fe和不可避免的杂质。
本实施例的低温压力容器用09MnNiDR钢生产方法的步骤如下：
冶炼：钢水先经转炉冶炼，送入LF精炼炉精炼，钢水温度达到1640℃转入RH炉真空脱气处理；真空度为66.6Pa，真空保持时间20分钟，真空脱气处理后加入Fe-Ca线450m，软吹3分钟使钢液成分均匀，然后吊包浇注；
(2)连铸：采用370mm板坯连铸机生产，浇铸温度为1540℃；
(3)加热：连铸坯加热温度最高1220℃，均热温度1200℃，保温3.5小时；
(4)轧制：采用再结晶+未再结晶两阶段轧制工艺进行轧制，晾钢厚度110mm，第一阶段开轧温度为1055℃，终轧温度为970℃，累计压下率为60％；第二阶段开轧温度为850℃，终轧温度为820℃，累计压下率为55％，得到钢板粗品；
(5)钢板轧后水冷：钢板轧后，快速水冷，设置为DQ模式，冷却速度15℃/秒，水量自动控制，钢板入水温度790℃，钢板出水返红温度为580℃。
(6)钢板热处理：对钢板进行正火热处理，正火温度860℃，保温时间2min/mm，钢板出炉后空冷，得到钢板成品。
本实例的50mm钢板的力学性能和金相组织：
(1)板的力学性能
屈服强度380MPa，抗拉强度490MPa，厚度1/4处-70℃横向冲击吸收能KV2平均328J，厚度1/2处-70℃横向冲击吸收能KV2平均311J。
(2)金相组织
低温压力容器用09MnNiDR钢板组织均匀、细小，金相组织为铁素体+珠光体，晶粒度8.5级。金相照片见图3。
实施例2
本实施例的低温压力容器用09MnNiDR钢板，厚度80mm，钢是由以下质量百分比的组分熔炼而成：C：0.08％，Si：0.35％，Mn：1.30％，P：0.008％，S：0.002％，Ni：0.50％，Nb：0.020％，Al：0.025％，Ti：0.025％，Ca：0.003％，余量为Fe和不可避免的杂质。
本实施例的低温压力容器用09MnNiDR钢板生产方法的步骤如下：
(1)冶炼：将含有以下质量百分比组分C：0.08％，Si：0.35％，Mn：1.30％，P：0.008％，S：0.002％，Ni：0.50％，Nb：0.020％，Al：0.020％，Ti：0.025％，Ca：0.003％的钢水先经转炉冶炼，送入LF精炼炉精炼，钢水温度达到1635℃转入RH炉真空脱气处理；真空度为66.6Pa，真空保持时间20分钟，真空脱气处理后加入纯Ca线400m，软吹15分钟使钢液成分均匀，然后吊包浇注。
(2)连铸：采用370mm板坯连铸机生产，浇铸温度为1545℃。
(3)加热：连铸坯加热温度最高1240℃，均热温度1220℃，保温4小时；
(4)轧制：采用再结晶+未再结晶两阶段轧制工艺进行轧制，晾钢厚度140mm，第一阶段开轧温度为1050℃，终轧温度为960℃，累计压下率为60％；第二阶段开轧温度为840℃，终轧温度为810℃，累计压下率为55％，得到钢板粗品；
(5)钢板轧后水冷：钢板轧后，快速水冷，设置为DQ模式，冷却速度15℃/秒，水量自动控制，钢板入水温度800℃，钢板出水返红温度为600℃。
(6)钢板热处理：对钢板进行正火热处理，正火温度880℃，保温时间2min/mm，钢板出炉后空冷，得到钢板成品。
本实例的80mm钢板的力学性能和金相组织：
(1)钢板的力学性能
屈服强度405MPa，抗拉强度515MPa，厚度1/4处-70℃横向冲击吸收能KV2平均332J，厚度1/2处-70℃横向冲击吸收能KV2平均313J。
(2)金相组织
低温压力容器用09MnNiDR钢板组织均匀、细小，金相组织为铁素体+珠光体，晶粒度8.5级。钢板金相照片见图4。
实施例3
本实施例的低温压力容器用09MnNiDR钢板，厚度120mm，钢是由以下质量百分比的组分熔炼而成：C：0.10％，Si：0.25％，Mn：1.30％，P：0.010％，S：0.003％，Ni：0.40％，Nb：0.020％，Al：0.030％，Ti：0.015％，Ca：0.005％，余量为Fe和不可避免的杂质。
本实施例的低温压力容器用09MnNiDR钢板生产方法的步骤如下：
(1)冶炼：钢水先经转炉冶炼，送入LF精炼炉精炼，钢水温度达到1630℃转入RH炉真空脱气处理；真空度为66.6Pa，真空保持时间20分钟，真空脱气处理后加入纯Ca线400m，软吹8分钟使钢液成分均匀，然后吊包浇注。
(2)连铸：采用450mm板坯连铸机生产，浇铸温度为1542℃。
(3)轧制：采用再结晶+未再结晶两阶段轧制工艺进行轧制，晾钢厚度180mm，第一阶段开轧温度为1050℃，终轧温度为960℃，累计压下率为60％；第二阶段开轧温度为840℃，终轧温度为810℃，累计压下率为44％，得到钢板粗品；
(4)钢板轧后水冷：钢板轧后，快速水冷，设置为DQ模式，冷却速度15℃/秒，水量自动控制，钢板入水温度800℃，钢板出水返红温度为600℃。
(5)钢板热处理：对钢板进行正火热处理，正火温度880℃，保温时间2min/mm，钢板出炉后空冷，得到钢板成品。
本实例的120mm钢板的力学性能和金相组织：
(1)钢板的力学性能
屈服强度400MPa，抗拉强度520MPa，厚度1/4处-70℃横向冲击吸收能KV2平均351J，厚度1/2处-70℃横向冲击吸收能量KV2平均302J。
(2)金相组织
低温压力容器用09MnNiDR钢板组织均匀、细小，金相组织为铁素体+珠光体，晶粒度8.5级。钢板金相照片见图5。
除上述实施例外，本发明还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种保心部低温韧性的低温压力容器用09MnNiDR钢板，其特征在于：钢板是由以下质量百分比的组分熔炼而成：C：0.06％～0.12％，Si：0.15％～0.50％，Mn：1.20％～1.60％，P≤0.012％，S≤0.003％，Ni：0.30％～0.80％，Nb：0.010％～0.040％，Al：0.020％～0.060％，Ti：0.010％～0.030％，Ca：0.001％～0.03％，余量为Fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种保心部低温韧性的低温压力容器用09MnNiDR钢板，其特征在于：所述钢板厚度达120mm，在最低温度为-70℃时钢板厚度1/4和厚度1/2处-70℃低温冲击吸收能KV2≥100J，金相组织为铁素体+珠光体，晶粒度8.5级。
3.一种如权利要求1所述的保心部低温韧性的低温压力容器用09MnNiDR钢板的制造方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
步骤一、冶炼：钢水先经电炉或转炉冶炼，送入LF精炼炉精炼，去除钢水中的氧及夹杂物，钢水温度达到1640℃±10℃转入RH炉真空脱气处理，真空脱气处理后加入Fe-Ca线400m～500m或纯Ca线300m～400m，软吹3-25分钟使钢液成分均匀，然后吊包浇注；
步骤二、连铸：采用板坯连铸机生产，保证连铸坯中心偏析C类0.5级以下、中心疏松0.5级以下；
步骤三、轧制：采用再结晶区+未再结晶区两阶段轧制工艺进行轧制，第一阶段轧制温度为930℃～1100℃，此阶段单道次压下量为10％～20％，累计压下率为40％～60％；第二阶段轧制温度为800～9200℃，累计压下率为40％～60％，得到钢板粗品；
步骤四、钢板轧后水冷：钢板轧后，快速水冷；
步骤五、钢板热处理：对钢板进行正火热处理，钢板出炉后空冷，得到钢板成品。
4.根据权利要求1所述的一种保心部低温韧性的低温压力容器用09MnNiDR钢板的制造方法，其特征在于：步骤一中在钢水初炼前期最大限度脱除钢液中的磷，钢水[P]＜0.003％、钢液温度1600℃以上后初炼结束出钢；LF精炼炉座包后喂入适量铝线，LF精炼过程钢液[AL]含量在0.015％以上，扩散脱氧和沉淀脱氧联合进行，LF总精炼周期55min以上，快速变渣，白渣保持时间25min以上，吊包[Al]0.020％以上；脱氧良好、成分合适、温度合适后吊包进入RH真空精炼，真空过程钢液面渣量1.5kg/t钢左右，真空处理时间10-30分钟，真空脱气处理后加入Fe-Ca线400m～500m或纯Ca线300m～400m进行Ca处理，软吹3-25分钟使钢液成分均匀。
5.根据权利要求1所述的一种保心部低温韧性的低温压力容器用09MnNiDR钢板的制造方法，其特征在于：步骤二中的浇铸温度为1535℃～1565℃，控制过热度在≤50℃范围内，控制连铸坯拉速在0.45m/min～1.35m/min，同时采用连铸坯动态轻压下工艺，控制压下量在11mm～14mm，浇铸成150mm、370mm、450mm板坯。
6.根据权利要求1所述的一种保心部低温韧性的低温压力容器用09MnNiDR钢板的制造方法，其特征在于：步骤三中在第一阶段轧制和第二阶段轧制的中间晾钢厚度为成品板厚的1.5倍～4倍。
7.根据权利要求1所述的一种保心部低温韧性的低温压力容器用09MnNiDR钢板的制造方法，其特征在于：步骤四中钢板轧后水冷设置为DQ模式，冷却速度10℃/秒～20℃/秒，钢板入水温度750℃～800℃，钢板出水返红温度为450℃～650℃。
8.根据权利要求1所述的一种保心部低温韧性的低温压力容器用09MnNiDR钢板的制造方法，其特征在于：步骤五中的正火温度800℃～910℃，保温时间1.5-3.0min/mm，钢板出炉后空冷，得到钢板成品。
CN201910235150.3A 2019-03-27 2019-03-27 一种保心部低温韧性的低温压力容器用09MnNiDR钢板及制造方法 Active CN110029268B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910235150.3A CN110029268B (zh) 2019-03-27 2019-03-27 一种保心部低温韧性的低温压力容器用09MnNiDR钢板及制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910235150.3A CN110029268B (zh) 2019-03-27 2019-03-27 一种保心部低温韧性的低温压力容器用09MnNiDR钢板及制造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110029268A true CN110029268A (zh) 2019-07-19
CN110029268B CN110029268B (zh) 2021-03-26

Family

ID=67236720

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910235150.3A Active CN110029268B (zh) 2019-03-27 2019-03-27 一种保心部低温韧性的低温压力容器用09MnNiDR钢板及制造方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110029268B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110724878A (zh) * 2019-10-30 2020-01-24 鞍钢股份有限公司 一种0.5Ni低温钢及其制造方法
CN113005354A (zh) * 2021-03-23 2021-06-22 山东钢铁集团日照有限公司 低合金成本大厚度高低温韧性13MnNi6-3调质容器钢的制备方法
CN115612933A (zh) * 2022-10-20 2023-01-17 舞阳钢铁有限责任公司 一种特厚低合金高强海洋平台用钢板及其生产方法
CN116145017A (zh) * 2023-02-24 2023-05-23 宝武集团鄂城钢铁有限公司 一种厚度方向硬度均匀的高韧性耐磨钢板的生产方法

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110060449A (ko) * 2009-11-30 2011-06-08 주식회사 포스코 저온인성 및 수소유기균열 저항성이 우수한 압력용기용 강판 및 그 제조방법
CN102337386A (zh) * 2011-11-14 2012-02-01 湖南华菱湘潭钢铁有限公司 高韧性超高强钢的生产工艺及生产系统
CN102345066A (zh) * 2011-10-21 2012-02-08 莱芜钢铁集团有限公司 一种用于压力容器的钢及其制备方法
CN102605248A (zh) * 2012-03-09 2012-07-25 宝山钢铁股份有限公司 一种大线能量焊接厚钢板及其制造方法
CN103898418A (zh) * 2014-03-07 2014-07-02 舞阳钢铁有限责任公司 大厚度Ni系低温容器用钢板及其生产方法
JP2014201815A (ja) * 2013-04-09 2014-10-27 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
CN104451387A (zh) * 2014-12-19 2015-03-25 山东钢铁股份有限公司 一种09MnNiDR特厚低温容器板及其生产方法
CN104561783A (zh) * 2014-12-26 2015-04-29 南阳汉冶特钢有限公司 一种容器用低合金钢09MnNiDR钢板及其生产方法
CN105925894A (zh) * 2016-06-23 2016-09-07 江阴兴澄特种钢铁有限公司 一种超厚高强抗层状撕裂q500d-z35水电机组钢板及其制造方法
CN107254633A (zh) * 2017-05-31 2017-10-17 舞阳钢铁有限责任公司 低温压力容器用15MnNiNbDR钢板及生产方法
CN109161671A (zh) * 2018-10-10 2019-01-08 江阴兴澄特种钢铁有限公司 一种大线能量焊接用高强度eh36钢板及其制造方法

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110060449A (ko) * 2009-11-30 2011-06-08 주식회사 포스코 저온인성 및 수소유기균열 저항성이 우수한 압력용기용 강판 및 그 제조방법
CN102345066A (zh) * 2011-10-21 2012-02-08 莱芜钢铁集团有限公司 一种用于压力容器的钢及其制备方法
CN102337386A (zh) * 2011-11-14 2012-02-01 湖南华菱湘潭钢铁有限公司 高韧性超高强钢的生产工艺及生产系统
CN102605248A (zh) * 2012-03-09 2012-07-25 宝山钢铁股份有限公司 一种大线能量焊接厚钢板及其制造方法
JP2014201815A (ja) * 2013-04-09 2014-10-27 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
CN103898418A (zh) * 2014-03-07 2014-07-02 舞阳钢铁有限责任公司 大厚度Ni系低温容器用钢板及其生产方法
CN104451387A (zh) * 2014-12-19 2015-03-25 山东钢铁股份有限公司 一种09MnNiDR特厚低温容器板及其生产方法
CN104561783A (zh) * 2014-12-26 2015-04-29 南阳汉冶特钢有限公司 一种容器用低合金钢09MnNiDR钢板及其生产方法
CN105925894A (zh) * 2016-06-23 2016-09-07 江阴兴澄特种钢铁有限公司 一种超厚高强抗层状撕裂q500d-z35水电机组钢板及其制造方法
CN107254633A (zh) * 2017-05-31 2017-10-17 舞阳钢铁有限责任公司 低温压力容器用15MnNiNbDR钢板及生产方法
CN109161671A (zh) * 2018-10-10 2019-01-08 江阴兴澄特种钢铁有限公司 一种大线能量焊接用高强度eh36钢板及其制造方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110724878A (zh) * 2019-10-30 2020-01-24 鞍钢股份有限公司 一种0.5Ni低温钢及其制造方法
CN113005354A (zh) * 2021-03-23 2021-06-22 山东钢铁集团日照有限公司 低合金成本大厚度高低温韧性13MnNi6-3调质容器钢的制备方法
CN115612933A (zh) * 2022-10-20 2023-01-17 舞阳钢铁有限责任公司 一种特厚低合金高强海洋平台用钢板及其生产方法
CN116145017A (zh) * 2023-02-24 2023-05-23 宝武集团鄂城钢铁有限公司 一种厚度方向硬度均匀的高韧性耐磨钢板的生产方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110029268B (zh) 2021-03-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107151763B (zh) 薄规格高强度冷成型用热轧钢带及其生产方法
CN108893681B (zh) 高强高韧性压力容器钢板及其制备方法
CN102206788B (zh) 钢及其生产方法
CN108220784A (zh) 一种低屈强比碳锰低温钢的制造方法
CN111996441B (zh) 一种高韧性折弯性能良好的TiC增强型马氏体耐磨钢板及其制造方法
CN110029268A (zh) 一种保心部低温韧性的低温压力容器用09MnNiDR钢板及制造方法
CN109666856A (zh) 一种代替42CrMo调质钢的高强韧性半轴用非调质钢及其生产方法
WO2022022066A1 (zh) 一种极地海洋工程用钢板及其制备方法
CN107236905B (zh) 600MPa级高强度低屈强比结构钢板及其制造方法
CN113846260B (zh) 一种工程机械用高强度钢板的生产方法
CN110629114A (zh) 一种低成本高强高韧桥梁钢及其制备方法
WO2022022040A1 (zh) 一种355MPa级别海洋工程用耐低温热轧H型钢及其制备方法
CN107557683A (zh) 一种高磷铁水生产厚壁大口径抗酸耐蚀管线钢的方法
CN108929986A (zh) 一种高强度耐磨汽车制动用热轧钢板及其生产工艺
CN108070789A (zh) 屈服强度不小于480MPa级超细晶特厚钢及制备方法
CN109161671A (zh) 一种大线能量焊接用高强度eh36钢板及其制造方法
EP4375390A1 (en) Hot-rolled, low-temperature-resistant, h-shaped steel with grade of yield strength of 420 mpa, and preparation method therefor
CN102703809B (zh) 一种热轧钢及其制造方法
CN111926253A (zh) 一种耐硫化氢腐蚀高强韧性正火钢及其制造方法
CN111155022B (zh) 一种具有低温韧性的390MPa级极地船体结构钢及其制备方法
CN102234742A (zh) 一种直缝焊管用钢板及其制造方法
CN112575255A (zh) 一种超低温储罐用钢板15MnNiNbDR的制备方法
JP5708349B2 (ja) 溶接熱影響部靭性に優れた鋼材
CN106521332B (zh) 一种抗应力导向氢致开裂用钢板及其生产方法
CN112410671A (zh) 一种采用复相组织生产轮辋用钢的生产方法

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