CN110564921B - 一种铸坯生产超低温高强度抗酸容器钢的方法 - Google Patents

一种铸坯生产超低温高强度抗酸容器钢的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110564921B
CN110564921B CN201910752432.0A CN201910752432A CN110564921B CN 110564921 B CN110564921 B CN 110564921B CN 201910752432 A CN201910752432 A CN 201910752432A CN 110564921 B CN110564921 B CN 110564921B
Authority
CN
China
Prior art keywords
rolling
equal
temperature
resistant container
ultralow
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
CN201910752432.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110564921A (zh
Inventor
郑建平
张丙军
方磊
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.)
Nanjing Iron and Steel Co Ltd
Original Assignee
Nanjing Iron and Steel 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 Nanjing Iron and Steel Co Ltd filed Critical Nanjing Iron and Steel Co Ltd
Priority to CN201910752432.0A priority Critical patent/CN110564921B/zh
Priority to EP19941541.5A priority patent/EP4015656A4/en
Priority to PCT/CN2019/122910 priority patent/WO2021027188A1/zh
Publication of CN110564921A publication Critical patent/CN110564921A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110564921B publication Critical patent/CN110564921B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • C22C38/24—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with vanadium
    • 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
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
    • 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
    • C21D6/008—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
    • C21D8/021—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips involving a particular fabrication or treatment of ingot or slab
    • 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
    • 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
    • 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
    • C21D9/0081—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for slabs; for billets
    • 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
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/26—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium 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
    • C22C38/28—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with titanium or zirconium
    • 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
    • C22C38/50—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with 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
    • C21D2211/002—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
    • C21D2211/005—Ferrite

Abstract

本发明公开了一种铸坯生产超低温高强度抗酸容器钢的方法，包括(1)炼钢成分确定；(2)加热工艺；(3)出炉轧制工艺；(4)热处理工艺。本发明通过低碳加少量的铬合金化成份设计，配合合理的轧制、淬火加回火热处理工艺生产超低温高强度抗酸容器钢，且力学性能达到技术标准要求，抗酸性能满足NACE‑TM2084‑2016其实际水平达到：屈服强度≥340MPa，抗拉强度≥480MPa，延伸率≥35％，‑60℃，1/4厚度处横向Akv冲击功值均为≥300J，抗HIC性能达到CLR＝0％，CTR＝0％，CSR＝0％；解决了铸坯生产超低温高强度抗酸容器钢低温冲击性能不稳定，抗HIC性能差、焊接性不稳定等技术难点。

Description

一种铸坯生产超低温高强度抗酸容器钢的方法
技术领域
本发明属于钢铁技术领域，具体涉及一种铸坯生产超低温高强度抗酸容器钢的方法。
背景技术
根据绿色、环保、清洁能源的要求，石油化工、煤化工行业得到迅速发展。但含硫油气对应用于湿H2S环境下的容器类钢种的抗氢致裂纹要求越来越高，且湿H2S环境下引起低温压力容器及管道的腐蚀、氢致开裂事故不断上升。一种铸坯生产超低温高强度抗酸容器钢板成为气体吸收塔、大型气体冷凝器、化工管道等石化低温容器设备制造的重要金属材料，市场需求大，国内采用铸坯生产超低温高强度抗酸容器钢板具有高韧性生产制造方法目前尚未见报道。高强度高韧性抗酸容器钢板具有-60℃低温1/4厚度处冲击值达到≥300J，抗拉强度达到≥480MPa，抗HIC性能达到CLR＝0％，CTR＝0％，CSR＝0％强韧性、高抗HIC酸性性能，为石化抗酸容器制造标志型高端产品，高韧性超低温抗酸容器用钢研制开发对超低温抗酸容器钢市场开发具有指标性引领意义。
目前很多钢厂均在研究高强度抗酸容器钢的生产工艺，但对于采用淬火+回火方式铸坯生产超低温高强度抗酸容器钢板具有高韧性生产制造方法尚未报道，
已公布的专利文献内容中产品在实际工程应用更是微乎其微。CN201510014303.3-一种正火抗酸压力容器钢板及其制造方法。通过合理的成分设计，经过在线控制轧制+正火气雾冷却工艺，得到合理的性能，但该专利采用加Nb+V+Ti微合金成分设计，且得到的冲击值仅为-20℃，且冲击功为纵向还是横向未明确。CN201810494189.2-一种特厚抗酸容器钢板的生产方法，采用合理的成分设计，通过正火工艺，得到合理的性能，但该专利采用添加Cu+Ni组合设计，且采用的坯料是模铸，成材率低，生产成本高，且低温冲击值只公布了-20℃冲击值，单值出现97J富余量较低。另外文献：热处理方式对中碳抗酸容器钢性能的影响，采用合理的成分设计，通过研究TMCP、正火和正火加回火对中碳抗酸容器钢各项性能的影响，得到正火与正火加回火钢板冲击韧性韧脆转变温度在-40℃～-50℃之间。同样工艺，抗酸结果出现波动性比较大，影响工艺固化。
发明内容
发明目的：针对现有技术存在的，本发明提供一种铸坯生产超低温高强度抗酸容器钢的方法，该方法通过低碳加少量的铬合金化成份设计，配合合理的轧制、淬火加回火热处理工艺生产超低温高强度抗酸容器钢，且力学性能达到技术标准要求，抗酸性能满足NACE-TM2084-2016其实际水平达到：屈服强度≥340MPa，抗拉强度≥480MPa，延伸率≥35％，-60℃，1/4厚度处横向Akv冲击功值均为≥300J，抗HIC性能达到CLR＝0％，CTR＝0％，CSR＝0％。该方法成功解决了铸坯生产超低温高强度抗酸容器钢低温冲击性能不稳定，抗HIC性能差、焊接性不稳定等技术难点。
技术方案：为了实现上述目的，如本发明所述一种铸坯生产超低温高强度抗酸容器钢的方法，包括如下步骤：
(1)炼钢成分确定：按重量百分比计成分为C：0.12-0.14，Si：0.2-0.3，Mn：0.8-1.0，P≤0.008，S≤0.001，Cr：0.30-0.35，Nb：＜0.01，V：＜0.01，Ti：＜0.01，Alt：0.050-0.07，Ceq＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15≤0.35，余量为Fe及不可避免的杂质；
(2)加热工艺：加热温度1220-1240℃，铸坯均热温度：1207-1213℃，均热时间51-57min，出钢温度介于1180-1200℃，在炉时间为260-360分钟；优选：在炉时间：280-357min，出钢温度：1188-1197℃
(3)出炉轧制工艺：出炉就轧制即为Ⅰ阶段轧制，中间待温后(Ⅰ阶段和Ⅱ阶段之间就是待温)开始轧制即为Ⅱ阶段开轧，轧完即为Ⅱ阶段终轧；Ⅱ阶段开轧温度：840-880℃，待温坯厚度控制在≥3.0h(h代表产品厚度，单位：mm)，Ⅱ阶段终轧温度820-860℃，轧后自然冷却；
(4)热处理工艺：淬火温度：890-900℃，升温速率：1.3±0.1min/mm；回火温度：680-700℃，升温速率：2.0±0.1min/mm。
作为优选，，步骤(1)所述炼钢成分按重量百分比计成分为：C：0.12，Si：0.25，Mn：0.81，P：0.007，S：0.0006，Cr：0.32，Nb：0.002，V：0.002，Ti：0.0039，Alt：0.052，Ceq＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15＝0.32，余量为Fe及不可避免的杂质。
作为优选，步骤(1)所述炼钢成分按重量百分比计成分为：C：0.12，Si：0.25，Mn：0.83，P：0.008，S：0.001，Cr：0.35，Nb：0.002，V：0.002，Ti：0.0032，Alt：0.061，Ceq＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15＝0.34，余量为Fe及不可避免的杂质。
作为优选，步骤(1)所述炼钢成分按重量百分比计成分为：C：0.14，Si：0.3，Mn：1.0，P：0.006，S：0.0009，Cr：0.32，Nb：0.002，V：0.002，Ti：0.0040，Alt：0.07，Ceq＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15＝0.35，余量为Fe及不可避免的杂质。
作为优选，步骤(2)所述铸坯根据成品厚度，采用大压缩比7.5-8倍，即铸坯选用260mm厚度坯料。
作为优选，钢板Ⅱ阶段轧完后板形较差，需要在800-820℃进行在线预矫，保证原始板形。
由于超低温高强度抗酸容器钢板因轧制需要采用高温大压下，钢板轧后板形较差，需要在800-820℃进行在线预矫，保证原始板形。在坚持低成本生产要求的基础上，确保淬火能淬透，在成分设计中采用提高淬透性的Cr元素，以便提高心部冷却速度，从而可以获得更多的淬火硬相组织，高温结束轧制，解决减少生产需高轧制力等设备的要求。
此外，由于实验钢要获取高强度，高韧性及高抗HIC性能，钢板需要采用高温大压下模式进行控轧，为改善减轻铸坯低倍质量影响，本发明采用大压缩比7.5-8倍，即选用260mm厚度坯料，且均热温度控制在1200℃左右，考虑合金溶解需要时间，在炉时间适当延长，确保坯料钢温整体均匀，避免出现“红黑”相间的钢温。
作为优选，步骤(3)所述出炉轧制采用二阶段展宽轧制，且Ⅰ阶段轧制道次形变率≥15％，Ⅱ阶段道次形变率≥13％。
由于成品厚度为33.35mm，在轧制过程中为避免出现心部偏析，影响强度和和冲击韧性值，故采用二阶段展宽轧制方法，且Ⅰ阶段轧制道次形变率≥15％，Ⅱ阶段道次形变率≥13％,确保表面到心部组织足够细小。
其中，步骤(4)所述热处理结束后，淬火和回火后得到贝氏体和铁素体组织，晶粒尺寸控制在8μm-12μm，晶粒度控制在10级。
本发明所述的铸坯生产超低温高强度抗酸容器钢的方法生产的钢板，力学性能达到以下水平：屈服强度≥340MPa，抗拉强度≥480MPa，延伸率≥35％，-60℃，1/4厚度处横向Akv冲击功值均为≥300J，抗HIC性能达到CLR＝0％，CTR＝0％，CSR＝0％。
针对抗酸容器服役条件苛刻，抗HIC性能优良直接决定抗酸容器开发技术成功与否的关键衡量指标之一。由于影响HIC性能最直接的是裂纹敏感性，反映到钢板上就是金相组织，不能出现带状组织如珠光体组织。本发明采用低磷低硫炼钢成分设计降低夹杂物含量，同时添加高淬透性Cr合金，降低轧机设备升级，通过大压缩比及道次形变率等TMCP轧制技术，消除偏析带，结合合理的热处理工艺，将传统的铁素体+珠光体调整为贝氏体+铁素体金相组织，从而提高抗HIC性能，使得抗HIC性能达到最优即CLR＝0％，CTR＝0％，CSR＝0％。采用本发明方法应用到工业化大生产中，使用性能优良。
考虑到超低温容器钢板不仅要求较高的强度和超低温韧性性能，尤其是抗酸性能的提高非常重要，还要求有良好的焊接性能，所有的要求均要易于生产且成本较低。因此，本发明针对采用铸坯生产超低温高强度抗酸容器钢的化学成分和生产工艺进行了研究，设计了一种铸坯生产超低温高强度抗酸容器钢生产方法。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下优点：
(1)本发明通过中碳+低锰+铬合金化成份设计，且碳当量Ceq＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15≤0.35，配合合理的控轧、淬火+回火工艺生产超低温高强度抗酸容器钢，高温结束轧制对轧机轧制力要求不高，生产工序简单、成本低廉；
(2)本发明方法采用合理的控轧工艺生产超低温高强度抗酸容器钢，通过最优的淬火+回火热处理工艺，各力学性能指标均达到技术标准要求，其实际的生产水平达到：屈服强度≥340MPa，抗拉强度≥480MPa，延伸率≥35％，-60℃，1/4厚度处横向Akv冲击功值均为≥300J，抗HIC性能达到CLR＝0％，CTR＝0％，CSR＝0％；
(3)本发明方法成功解决了铸坯生产超低温高强度抗酸容器钢低温冲击性能不稳定，抗HIC性能差、焊接性不稳定等技术难点；
(4)本发明方法成功解决了在四辊单机架可逆的5000mm轧机生产线能够生产高强度、高韧性、高抗HIC酸性性能超低温容器钢。
总体而言本发明通过低碳+低锰+0.3％Cr且碳当量Ceq≤0.35合金化成份设计采用铸坯生产超低温高强度抗酸容器钢，经过淬火+回火热处理后，力学性能达到技术标准要求，超低温高强度抗酸容器钢板具有-60℃，1/4厚度横向冲击功Akv≥300J，抗拉强度≥480MPa良好强韧性性能和抗HIC性能达到CLR＝0％,CTR＝0％,CSR＝0％，良好的抗酸性能，产品成为气体吸收塔、化工管道、储气容器等石化低温容器设备制造的重要金属材料，高强度、高韧性、高抗HIC腐蚀性能特定低温容器用钢研制开发对低温抗酸容器钢市场开发具有指标性引领意义。
附图说明
图1为回火温度：695℃，升温速率：2.0min/mm，加热时间：107min，回火后钢板1/4厚度金相组织照片，图1回火组织为回火贝氏体+铁素体组织，且钢板1/4厚度处晶粒尺寸控制在8μm-12μm，晶粒度控制在10级；
图2为HIC检测试样示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例1-3
超低温高强度抗酸容器钢化学成分实际重量百分比
实施例1化学成分
Figure BDA0002166114710000051
实施例2化学成分
Figure BDA0002166114710000052
实施例3化学成分
Figure BDA0002166114710000053
余量为Fe及不可避免的杂质；
(2)加热工艺
Figure BDA0002166114710000054
由于实验钢要获取高强度，高韧性及高抗HIC性能，钢板需要采用高温大压下模式进行控轧，为改善减轻铸坯低倍质量影响，加热时采用大压缩比7.5-8倍，即选用260mm厚度坯料，且均热温度控制在1200℃左右，考虑合金溶解需要时间，在炉时间适当延长，确保坯料钢温整体均匀，避免出现“红黑”相间的钢温。
(3)出炉轧制工艺，轧后自然冷却
Figure BDA0002166114710000061
由于成品厚度为33.35mm，在轧制过程中为避免出现心部偏析，影响强度和和冲击韧性值，故采用二阶段展宽轧制方法，且Ⅰ阶段轧制道次形变率≥15％，Ⅱ阶段道次形变率≥13％，确保表面到心部组织足够细小。
由于超低温高强度抗酸容器钢板因轧制需要采用高温大压下，钢板轧后板形较差，需要在800-820℃进行在线预矫，保证原始板形。在坚持低成本生产要求的基础上，确保淬火能淬透，同时在成分设计中采用提高淬透性的Cr元素，以便提高心部冷却速度，从而可以获得更多的淬火硬相组织，高温结束轧制，解决减少生产需高轧制力等设备的要求。
(4)淬火工艺
Figure BDA0002166114710000062
回火工艺
Figure BDA0002166114710000063
图1即为实施例2后试样1/4厚度处的金相组织，图2为实施例2后，HIC性能检测试样。图1是采用此生产方法得到细小晶粒及良好强韧性匹配金相组织，图2是通过HIC检验后，试样没有裂纹，抗HIC性能优异。
试验例1
对本发明实施例1-3制备的超低温高强度抗酸容器钢经测试，其各项性能如下所示。
力学性能
Figure BDA0002166114710000071
Figure BDA0002166114710000072
抗酸性能
Figure BDA0002166114710000073
通过中碳低锰加少量的铬金化成份设计，且碳当量Ceq＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15≤0.35，配合合理的控制轧轧、淬火+回火工艺生产超低温高强度抗酸容器钢，通过最优的淬火+回火热处理工艺，各力学性能指标均达到技术标准要求，其实际的生产水平达到：屈服强度≥340MPa，抗拉强度≥480MPa，延伸率≥35％，-60℃，1/4厚度处横向Akv冲击功值均为≥300J，抗HIC性能达到CLR＝0％，CTR＝0％，CSR＝0％；本发明所获得的这些强度、塑性、横向冲击韧性、抗酸性能指标均达到技术标准要求，同时也满足了中东国际某大型石油化工项目所要求的力学性能设计标准。由于超低温高韧性及抗酸性能要求高，在实际工业生产过程中，为避免在生产过程中不能满足大压下轧制要求，易造成原始晶粒尺寸粗大，甚至出现混晶现象，从而严重影响强度和低温冲击韧性相匹配的力学性能，故对轧制设备和淬火机冷却能力及精度要求较高。通过中碳加淬透性较高的铬合金元素成分设计，利用横纵向展宽轧制坯料设计方法，高温结束轧制工艺，从而弥补了满足常规轧制生产线因装备能力有限而不能够生产高强度、高韧性、高焊接稳定性、高抗HIC性能的超低温抗酸容器钢。

Claims (8)

1.一种铸坯生产超低温高强度抗酸容器钢的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）炼钢成分确定：按重量百分比计成分为 C：0.12-0.14，Si：0.2-0.3，Mn：0.8-1.0，P≤0.008，S≤0.001，Cr：0.30-0.35，Nb：＜0.01，V：＜0.10，Ti：＜0.01，Alt：0.050-0.07，Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15≤0.35，余量为Fe及不可避免的杂质；
（2）加热工艺：加热温度1220-1240℃，铸坯均热温度：1207-1213℃，均热时间 51-57min，出钢温度1180-1200℃，在炉时间为260-360分钟；
（3）出炉轧制工艺：出炉就轧制即为Ⅰ阶段轧制，中间待温后开始轧制即为Ⅱ阶段开轧，轧完即为Ⅱ阶段终轧；Ⅱ阶段开轧温度：840-880℃，待温坯厚度控制在≥3.0h，Ⅱ阶段终轧温度820-860℃，轧后自然冷却；步骤（3）所述出炉轧制采用Ⅱ阶段展宽轧制，且Ⅰ阶段轧制道次形变率≥15%，Ⅱ阶段道次形变率≥13%；
（4）热处理工艺：淬火温度：890-900℃，升温速率：1.3±0.1min/mm；回火温度：680-700℃，升温速率：2.0±0.1min/mm。
2.根据权利要求1所述的铸坯生产超低温高强度抗酸容器钢的方法，其特征在于，步骤（1）所述炼钢成分按重量百分比计成分为：C：0.12，Si：0.25，Mn：0.81，P：0.007，S：0.0006，Cr：0.32，Nb：0.002，V：0.002，Ti：0.0039，Alt：0.052，Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15=0.32，余量为Fe及不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的铸坯生产超低温高强度抗酸容器钢的方法，其特征在于，步骤（1）所述炼钢成分按重量百分比计成分为：C：0.12，Si：0.25，Mn：0.83，P：0.008，S：0.001，Cr：0.35，Nb：0.002，V：0.002，Ti：0.0032，Alt：0.061，Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15=0.34，余量为Fe及不可避免的杂质。
4.根据权利要求1所述的铸坯生产超低温高强度抗酸容器钢的方法，其特征在于，步骤（1）所述炼钢成分按重量百分比计成分为：C：0.14，Si： 0.3，Mn： 1.0，P：0.006，S：0.0009，Cr：0.32，Nb：0.002，V：0.002，Ti：0.0040，Alt：0.07，Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15=0.35，余量为Fe及不可避免的杂质。
5.根据权利要求1所述的铸坯生产超低温高强度抗酸容器钢的方法，其特征在于，步骤（2）所述铸坯根据轧制产品厚度，优选选用大压缩比7.5-8倍。
6.根据权利要求1所述的铸坯生产超低温高强度抗酸容器钢的方法，其特征在于，所述Ⅱ阶段轧完后钢板形较差，需要在800-820℃进行在线预矫，保证原始板形。
7.根据权利要求1所述的铸坯生产超低温高强度抗酸容器钢的方法，其特征在于，步骤（4）所述热处理结束后，淬火和回火后得到贝氏体和铁素体组织，晶粒尺寸控制在8μm-12μm，晶粒度控制在10级。
8.一种权利要求1所述的铸坯生产超低温高强度抗酸容器钢的方法生产的钢板，力学性能达到以下水平：屈服强度≥340MPa，抗拉强度≥480MPa，延伸率≥35%，-60℃、 1/4厚度处横向Akv冲击功值均为≥300J，抗HIC性能达到CLR=0%，CTR=0%，CSR=0%。
CN201910752432.0A 2019-08-14 2019-08-14 一种铸坯生产超低温高强度抗酸容器钢的方法 Active CN110564921B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910752432.0A CN110564921B (zh) 2019-08-14 2019-08-14 一种铸坯生产超低温高强度抗酸容器钢的方法
EP19941541.5A EP4015656A4 (en) 2019-08-14 2019-12-04 METHOD FOR PRODUCING HIGH-STRENGTH ACID-RESISTANT CONTAINER STEEL AT ULTRA-LOW TEMPERATURE BY MEANS OF CASTING BACKGROUND
PCT/CN2019/122910 WO2021027188A1 (zh) 2019-08-14 2019-12-04 一种铸坯生产超低温高强度抗酸容器钢的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910752432.0A CN110564921B (zh) 2019-08-14 2019-08-14 一种铸坯生产超低温高强度抗酸容器钢的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110564921A CN110564921A (zh) 2019-12-13
CN110564921B true CN110564921B (zh) 2021-08-10

Family

ID=68775335

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910752432.0A Active CN110564921B (zh) 2019-08-14 2019-08-14 一种铸坯生产超低温高强度抗酸容器钢的方法

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP4015656A4 (zh)
CN (1) CN110564921B (zh)
WO (1) WO2021027188A1 (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111270159B (zh) * 2020-03-19 2021-08-17 安徽工业大学 一种超低温高强度a537cl2容器钢板及其生产方法
CN111270162B (zh) * 2020-03-19 2022-02-08 安徽工业大学 中等厚度低温高心部冲击a537cl2容器钢板及其生产方法
CN111349854B (zh) * 2020-03-19 2022-02-08 安徽工业大学 一种大厚度低压缩比高模焊低温容器钢板及其生产方法
CN112647021B (zh) * 2020-12-09 2021-10-15 上海电气上重铸锻有限公司 超低温工程紧固件用高强度9%Ni钢及其制备方法
CN113737090B (zh) * 2021-07-22 2022-10-18 中船双瑞(洛阳)特种装备股份有限公司 一种高强韧合金结构钢及其制备方法
CN116145033B (zh) * 2022-12-30 2024-02-02 北京科技大学 一种超高韧性低温压力容器钢板及制备方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106591718A (zh) * 2016-12-02 2017-04-26 舞阳钢铁有限责任公司 屈服420MPa级高韧抗酸调质型管件钢板及生产方法
CN107267862A (zh) * 2017-05-31 2017-10-20 舞阳钢铁有限责任公司 570MPa级特厚高韧低温服役管件钢板及生产方法
CN107557664A (zh) * 2017-08-21 2018-01-09 包头钢铁（集团）有限责任公司 一种抗腐蚀高钢级海底无缝管线管及其制造方法
CN108342649A (zh) * 2018-03-27 2018-07-31 武汉钢铁有限公司 一种耐酸腐蚀的调质高强度压力容器用钢及生产方法
CN108950395A (zh) * 2018-08-07 2018-12-07 南京钢铁股份有限公司 一种铸坯生产大厚度08Ni3DR低温容器钢的方法
CN108998736A (zh) * 2018-09-05 2018-12-14 合肥久新不锈钢厨具有限公司 一种耐磨耐腐蚀不锈钢杯材料及其制备方法
CN109161790A (zh) * 2018-08-22 2019-01-08 江阴兴澄特种钢铁有限公司 一种酸性条件下使用的高级别高韧性管件钢板及其制造方法
CN110331334A (zh) * 2019-07-16 2019-10-15 武汉科技大学 屈服强度≥890MPa级耐腐蚀海洋工程用钢及其生产方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001342519A (ja) * 2000-06-01 2001-12-14 Toa Valve Co Ltd オーステナイト系ステンレス鋼製の部材の歪み防止方法
JP2002327213A (ja) * 2001-04-27 2002-11-15 Nsk Ltd 転動装置の製造方法
CN104233061B (zh) * 2014-10-08 2016-08-24 南京钢铁股份有限公司 一种低温低屈服钢及其生产方法
CN108660384A (zh) * 2017-03-30 2018-10-16 宝山钢铁股份有限公司 一种耐硫酸腐蚀的低合金钢、钢管、钢板及其制造方法
CN109930066A (zh) * 2019-03-15 2019-06-25 包头钢铁（集团）有限责任公司 一种抗硫化氢腐蚀低温用无缝管线管及其制备方法
CN110565013B (zh) * 2019-08-14 2021-07-13 南京钢铁股份有限公司 一种铸坯生产超低温高心部冲击值抗酸容器钢的方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106591718A (zh) * 2016-12-02 2017-04-26 舞阳钢铁有限责任公司 屈服420MPa级高韧抗酸调质型管件钢板及生产方法
CN107267862A (zh) * 2017-05-31 2017-10-20 舞阳钢铁有限责任公司 570MPa级特厚高韧低温服役管件钢板及生产方法
CN107557664A (zh) * 2017-08-21 2018-01-09 包头钢铁（集团）有限责任公司 一种抗腐蚀高钢级海底无缝管线管及其制造方法
CN108342649A (zh) * 2018-03-27 2018-07-31 武汉钢铁有限公司 一种耐酸腐蚀的调质高强度压力容器用钢及生产方法
CN108950395A (zh) * 2018-08-07 2018-12-07 南京钢铁股份有限公司 一种铸坯生产大厚度08Ni3DR低温容器钢的方法
CN109161790A (zh) * 2018-08-22 2019-01-08 江阴兴澄特种钢铁有限公司 一种酸性条件下使用的高级别高韧性管件钢板及其制造方法
CN108998736A (zh) * 2018-09-05 2018-12-14 合肥久新不锈钢厨具有限公司 一种耐磨耐腐蚀不锈钢杯材料及其制备方法
CN110331334A (zh) * 2019-07-16 2019-10-15 武汉科技大学 屈服强度≥890MPa级耐腐蚀海洋工程用钢及其生产方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021027188A1 (zh) 2021-02-18
CN110564921A (zh) 2019-12-13
EP4015656A4 (en) 2022-12-14
EP4015656A1 (en) 2022-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110564921B (zh) 一种铸坯生产超低温高强度抗酸容器钢的方法
CN110565013B (zh) 一种铸坯生产超低温高心部冲击值抗酸容器钢的方法
CN101864536B (zh) 一种100mm厚Q390E级特厚钢板及其制造方法
CN108642381B (zh) 一种屈服强度460MPa级热轧高韧性耐低温H型钢及其制备方法
CN111471937B (zh) 一种低成本含铬q460mc钢板及其生产方法
CN105506494A (zh) 一种屈服强度800MPa级高韧性热轧高强钢及其制造方法
CN106811700B (zh) 一种厚规格抗酸性x60ms热轧卷板及其制造方法
CN108411196B (zh) 抗拉强度为680MPa级大型移动式压力容器用钢及生产方法
CN101812636A (zh) 一种75mm厚Q390D-Z35低合金高强度厚板及其制造方法
CN104911503A (zh) 一种特厚调质海洋工程用eh40钢及其制备方法
CN111607748A (zh) 一种高平直度大厚度抗层状撕裂780cf-z35水电钢及制造方法
CN107937807B (zh) 770MPa级低焊接裂纹敏感性压力容器钢及其制造方法
CN102041446A (zh) 一种q390e-z35低合金高强度厚板的制造方法
CN112226673A (zh) 一种抗拉强度650MPa级热轧钢板及其制造方法
CN110923549A (zh) 一种900MPa级热轧高强度起重机起重臂用结构钢及其生产方法
CN113699437A (zh) 车厢板用热连轧双相耐磨钢及生产方法
CN106756544B (zh) 一种超低碳当量大厚度q690d高强钢的生产方法
CN115418573A (zh) 一种80mm厚调质高强韧压力容器用钢板及其制备方法
CN108342649A (zh) 一种耐酸腐蚀的调质高强度压力容器用钢及生产方法
CN108950395B (zh) 一种铸坯生产大厚度08Ni3DR低温容器钢的方法
CN112553524A (zh) 管线用屈服强度360MPa级热轧钢板及其制造方法
CN106676418B (zh) 含铌氮耐大气腐蚀型钢钢水和耐大气腐蚀型钢及其生产方法
CN112143968A (zh) 一种特厚规格x70m级双抗管线钢板及其制造方法
CN111763880A (zh) 一种低屈强比超厚水电高强钢板及其制造方法
CN103540840A (zh) 一种球罐用无Cr高强度调质钢板的生产方法

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