CN110551879B - 一种低强度级别Cr-Mo钢板的生产方法 - Google Patents

一种低强度级别Cr-Mo钢板的生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低强度级别Cr‑Mo钢板的生产方法，所述生产方法包括炼钢、连铸、轧制及热处理工序；所述热处理工序，采用正火+水冷返红+高温回火工艺，正火温度920‑940℃，保温100‑180min，正火后入水冷却5‑10min，出水后返红温度300‑400℃，回火温度720‑740℃，保温120‑200min，回火后出炉空冷。本发明生产方法所得低强度级别Cr‑Mo钢板屈服强度≥230MPa，抗拉强度450‑550MPa，0℃冲击≥60J，钢板探伤满足NB/T47013.3 Ⅰ级合格率≥98%。本发明生产方法，采用现有设备进行生产，仅对生产工艺进行了优化，生产成本较低。

Description

一种低强度级别Cr-Mo钢板的生产方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种低强度级别Cr-Mo钢板的生产方法。
背景技术
Cr-Mo钢板由于其具有良好的耐高温、高压性能，耐氢腐蚀性能，具有优良的抗高温剥离性能及抗回火脆化能力，并且具有优良的成型性能、焊接性能及焊接工艺适应性能，因此该钢板适用于制造石油化工、核电、汽轮机缸体、火电等高温高压、与氢或氢混合介质接触的大型设备，以上设备经常在高温、高压及强腐蚀环境下工作，使用条件极为苛刻，为了使设备能够安全长期稳定运行，不允许制造设备钢板存在分层、缩孔等缺陷及组织性能不均等情况，因此对钢板的探伤要求及性能稳定性要求较高。
目前连铸坯生产的Cr-Mo钢板，由于该钢板合金元素较高，为保证钢液中合金元素含量稳定性，需要进行较为严格的脱氧处理，脱氧时采用Al脱氧，Al加入过多，易产生大量的Al2O3夹杂，造成探伤不合，Al加入过少，易造成脱氧不充分，因此精炼加合金后钢液中Al含量的控制对钢液质量及后续钢板的探伤质量的稳定性就十分重要。浇铸温度及铸速也影响着铸坯探伤质量，浇铸温度的波动会影响钢液凝固时钢液中杂质及夹杂物上浮能力，进而影响钢液质量。因此Cr-Mo钢板探伤难以满足标准要求。
为保证Cr-Mo钢板的高温性能，该钢板标准要求有较多的Cr、Mo等耐高温元素，Cr、Mo均为提高钢板淬透性元素，能明显提高钢板的强度级别，但对于强度级别较低的Cr-Mo钢板，钢板热处理时若采用正火+加速冷却+回火，易造钢板强度超标准上限，若采用正火+空冷+回火，空冷情况下钢板受下钢条件及周围环境温度影响较大，易造成性能不稳定现象，为此该钢板的性能稳定性较难攻关。
因此开发出探伤质量高及性能稳定的低强度级别Cr-Mo钢板生产工艺对石化、核电、汽轮机、火电等行业的发展极为重要。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种低强度级别Cr-Mo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：一种低强度级别Cr-Mo钢板的生产方法，所述生产方法包括炼钢、连铸、轧制及热处理工序；所述热处理工序，采用正火+水冷返红+高温回火工艺，正火温度920-940℃，保温100-180min，正火后入水冷却5-10min，出水后返红温度300-400℃，回火温度720-740℃，保温120-200min，回火后出炉空冷。
本发明所述炼钢工序，精炼加合金后钢液中Al含量在0.02-0.03%，抽真空后不加Al脱氧。
本发明所述连铸工序，浇铸温度1540-1560℃，连铸过程中铸坯拉速0.65-0.75m/s，连铸坯厚度200-330mm。
本发明所述轧制工序，轧制过程中坯料加热温度1250-1280℃，在炉时间200-300min；采用控轧方式轧制，Ⅰ段开轧温度1050-1080℃，Ⅱ段开轧温度950-980℃，轧后空冷。
本发明所述生产方法生产的低强度级别Cr-Mo钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.05-0.10%，Si：0.25-0.40%，Mn：0.35-0.50%，Cr：2.00-2.25%，Mo：0.9-1.0%，P≤0.01%，S≤0.01%，Al：0.015-0.035%，其余为Fe和不可避免杂质。
本发明所述生产方法生产的低强度级别Cr-Mo钢板厚度为20-80mm。
本发明所述生产方法生产的低强度级别Cr-Mo钢板屈服强度≥230MPa，抗拉强度450-550MPa，0℃冲击≥60J。
本发明所述生产方法生产的低强度级别Cr-Mo钢板探伤满足NB/T47013.3 Ⅰ级合格率≥98%。
本发明低强度级别Cr-Mo钢板产品标准参考ASME SA-387；产品性能检测方法标准参考ASME SA-370；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、本发明热处理工序采用正火+水冷返红+高温回火工艺，正火后水冷返红+高温回火工艺可以避免水冷到底强度过高及空冷性能不均现象。2、本发明生产方法所得钢板屈服强度≥230MPa，抗拉强度450-550MPa，0℃冲击≥60J。3、本发明生产方法所得钢板探伤满足NB/T47013.3 Ⅰ级合格率≥98%。4、本发明生产方法，采用现有设备进行生产，仅对生产工艺进行了优化，生产成本较低。
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
本实施例低强度级别Cr-Mo钢板厚度80mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例低强度级别Cr-Mo钢板的生产方法包括炼钢、连铸、轧制及热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）炼钢工序：精炼加合金后钢液中Al含量为0.03%，抽真空后不加Al脱氧；
（2）连铸工序：浇铸温度1560℃，连铸过程中铸坯拉速0.75m/s，连铸坯厚度330mm；
（3）轧制工序：轧制过程中坯料加热温度1250℃，在炉时间300min；采用控轧方式轧制，Ⅰ段开轧温度1080℃，Ⅱ段开轧温度980℃，轧后空冷；
（4）热处理工序：采用正火+水冷返红+高温回火工艺，正火温度940℃，保温180min，正火后入水冷却10min，出水后返红温度300℃；回火温度740℃，保温200min，回火后出炉空冷。
本实施例低强度级别Cr-Mo钢板性能指标见表2；钢板探伤满足NB/T47013.3 Ⅰ级合格率98%。
实施例2
本实施例低强度级别Cr-Mo钢板厚度20mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例低强度级别Cr-Mo钢板的生产方法包括炼钢、连铸、轧制及热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）炼钢工序：精炼加合金后钢液中Al含量为0.02%，抽真空后不加Al脱氧；
（2）连铸工序：浇铸温度1540℃，连铸过程中铸坯拉速0.65m/s，连铸坯厚度200mm；
（3）轧制工序：轧制过程中坯料加热温度1280℃，在炉时间200min；采用控轧方式轧制，Ⅰ段开轧温度1050℃，Ⅱ段开轧温度950℃，轧后空冷；
（4）热处理工序：采用正火+水冷返红+高温回火工艺，正火温度920℃，保温100min，正火后入水冷却5min，出水后返红温度400℃；回火温度720℃，保温120min，回火后出炉空冷。
本实施例低强度级别Cr-Mo钢板性能指标见表2；钢板探伤满足NB/T47013.3 Ⅰ级合格率98.5%。
实施例3
本实施例低强度级别Cr-Mo钢板厚度37mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例低强度级别Cr-Mo钢板的生产方法包括炼钢、连铸、轧制及热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）炼钢工序：精炼加合金后钢液中Al含量为0.024%，抽真空后不加Al脱氧；
（2）连铸工序：浇铸温度1545℃，连铸过程中铸坯拉速0.69m/s，连铸坯厚度240mm；
（3）轧制工序：轧制过程中坯料加热温度1260℃，在炉时间230min；采用控轧方式轧制，Ⅰ段开轧温度1060℃，Ⅱ段开轧温度970℃，轧后空冷；
（4）热处理工序：采用正火+水冷返红+高温回火工艺，正火温度934℃，保温147min，正火后入水冷却6.5min，出水后返红温度340℃；回火温度730℃，保温170min，回火后出炉空冷。
本实施例低强度级别Cr-Mo钢板性能指标见表2；钢板探伤满足NB/T47013.3 Ⅰ级合格率99%。
实施例4
本实施例低强度级别Cr-Mo钢板厚度75mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例低强度级别Cr-Mo钢板的生产方法包括炼钢、连铸、轧制及热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）炼钢工序：精炼加合金后钢液中Al含量为0.028%，抽真空后不加Al脱氧；
（2）连铸工序：浇铸温度1547℃，连铸过程中铸坯拉速0.72m/s，连铸坯厚度300mm；
（3）轧制工序：轧制过程中坯料加热温度1265℃，在炉时间275min；采用控轧方式轧制，Ⅰ段开轧温度1070℃，Ⅱ段开轧温度950℃，轧后空冷；
（4）热处理工序：采用正火+水冷返红+高温回火工艺，正火温度929℃，保温160min，正火后入水冷却7min，出水后返红温度380℃；回火温度735℃，保温140min，回火后出炉空冷。
本实施例低强度级别Cr-Mo钢板性能指标见表2；钢板探伤满足NB/T47013.3 Ⅰ级合格率99%。
实施例5
本实施例低强度级别Cr-Mo钢板厚度50mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例低强度级别Cr-Mo钢板的生产方法包括炼钢、连铸、轧制及热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）炼钢工序：精炼加合金后钢液中Al含量为0.025%，抽真空后不加Al脱氧；
（2）连铸工序：浇铸温度1550℃，连铸过程中铸坯拉速0.67m/s，连铸坯厚度280mm；
（3）轧制工序：轧制过程中坯料加热温度1270℃，在炉时间240min；采用控轧方式轧制，Ⅰ段开轧温度1065℃，Ⅱ段开轧温度960℃，轧后空冷；
（4）热处理工序：采用正火+水冷返红+高温回火工艺，正火温度930℃，保温120min，正火后入水冷却8min，出水后返红温度350℃；回火温度725℃，保温160min，回火后出炉空冷。
本实施例低强度级别Cr-Mo钢板性能指标见表2；钢板探伤满足NB/T47013.3 Ⅰ级合格率98.7%。
实施例6
本实施例低强度级别Cr-Mo钢板厚度40mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例低强度级别Cr-Mo钢板的生产方法包括炼钢、连铸、轧制及热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）炼钢工序：精炼加合金后钢液中Al含量为0.022%，抽真空后不加Al脱氧；
（2）连铸工序：浇铸温度1555℃，连铸过程中铸坯拉速0.66m/s，连铸坯厚度220mm；
（3）轧制工序：轧制过程中坯料加热温度1255℃，在炉时间220min；采用控轧方式轧制，Ⅰ段开轧温度1055℃，Ⅱ段开轧温度956℃，轧后空冷；
（4）热处理工序：采用正火+水冷返红+高温回火工艺，正火温度937℃，保温150min，正火后入水冷却9min，出水后返红温度320℃；回火温度728℃，保温180min，回火后出炉空冷。
本实施例低强度级别Cr-Mo钢板性能指标见表2；钢板探伤满足NB/T47013.3 Ⅰ级合格率98.4%。
实施例7
本实施例低强度级别Cr-Mo钢板厚度60mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例低强度级别Cr-Mo钢板的生产方法包括炼钢、连铸、轧制及热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）炼钢工序：精炼加合金后钢液中Al含量为0.027%，抽真空后不加Al脱氧；
（2）连铸工序：浇铸温度1558℃，连铸过程中铸坯拉速0.70m/s，连铸坯厚度300mm；
（3）轧制工序：轧制过程中坯料加热温度1275℃，在炉时间290min；采用控轧方式轧制，Ⅰ段开轧温度1075℃，Ⅱ段开轧温度964℃，轧后空冷；
（4）热处理工序：采用正火+水冷返红+高温回火工艺，正火温度925℃，保温130min，正火后入水冷却8.5min，出水后返红温度360℃；回火温度722℃，保温150min，回火后出炉空冷。
本实施例低强度级别Cr-Mo钢板性能指标见表2；钢板探伤满足NB/T47013.3 Ⅰ级合格率98.9%。
实施例8
本实施例低强度级别Cr-Mo钢板厚度46mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例低强度级别Cr-Mo钢板的生产方法包括炼钢、连铸、轧制及热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）炼钢工序：精炼加合金后钢液中Al含量为0.026%，抽真空后不加Al脱氧；
（2）连铸工序：浇铸温度1542℃，连铸过程中铸坯拉速0.68m/s，连铸坯厚度200mm；
（3）轧制工序：轧制过程中坯料加热温度1258℃，在炉时间260min；采用控轧方式轧制，Ⅰ段开轧温度1072℃，Ⅱ段开轧温度973℃，轧后空冷；
（4）热处理工序：采用正火+水冷返红+高温回火工艺，正火温度927℃，保温170min，正火后入水冷却6.5min，出水后返红温度390℃；回火温度738℃，保温190min，回火后出炉空冷。
本实施例低强度级别Cr-Mo钢板性能指标见表2；钢板探伤满足NB/T47013.3 Ⅰ级合格率99.1%。
表1实施例1-8 低强度级别Cr-Mo钢板化学成分组成
及其质量百分含量（%）
Figure DEST_PATH_IMAGE002
表1中成分余量为Fe和不可避免的杂质。
表2 实施例1-8 低强度级别Cr-Mo钢板性能指标
Figure DEST_PATH_IMAGE004
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 (7)

1.一种低强度级别Cr-Mo钢板的生产方法，其特征在于，所述生产方法包括炼钢、连铸、轧制及热处理工序；所述热处理工序，采用正火+水冷返红+高温回火工艺，正火温度920-940℃，保温100-180min，正火后入水冷却5-10min，出水后返红温度320-400℃，回火温度720-740℃，保温120-200min，回火后出炉空冷，所述低强度级别Cr-Mo钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.05-0.10%，Si：0.25-0.40%，Mn：0.35-0.50%，Cr：2.00-2.25%，Mo：0.9-1.0%，P≤0.01%，S≤0.01%，Al：0.015-0.035%，其余为Fe和不可避免杂质。
2.根据权利要求1所述的一种低强度级别Cr-Mo钢板的生产方法，其特征在于，所述炼钢工序，精炼加合金后钢液中Al含量在0.02-0.03%，抽真空后不加Al脱氧。
3.根据权利要求1所述的一种低强度级别Cr-Mo钢板的生产方法，其特征在于，所述连铸工序，浇铸温度1540-1560℃，连铸过程中铸坯拉速0.65-0.75m/s，连铸坯厚度200-330mm。
4.根据权利要求1所述的一种低强度级别Cr-Mo钢板的生产方法，其特征在于，所述轧制工序，轧制过程中坯料加热温度1250-1280℃，在炉时间200-300min；采用控轧方式轧制，Ⅰ段开轧温度1050-1080℃，Ⅱ段开轧温度950-980℃，轧后空冷。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种低强度级别Cr-Mo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20-80mm。
6.根据权利要求1-4任意一项所述的一种低强度级别Cr-Mo钢板的生产方法，其特征在于，所述生产方法生产的低强度级别Cr-Mo钢板屈服强度≥230MPa，抗拉强度450-550MPa，0℃冲击≥60J。
7.根据权利要求1-4任意一项所述的一种低强度级别Cr-Mo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满足NB/T47013.3 Ⅰ级合格率≥98%。
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