CN112899584A - 超低温l型钢及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超低温L型钢及其制造方法，该钢的成分以质量百分比计含有C：0.01～0.039％、Si：0.05～0.15％、Mn：5.1～6.9％、P：≤0.01％、S：≤0.001％、Mo：0.05～0.25％、Ni：0.71～0.98％、Cr：0.10～0.25％、V：0.03～0.07％，余量为Fe和不可避免的杂质。采用Mn‑Ni成分体系设计，以Mn替代部分Ni，化学成分和生产工艺简单，生产成本低，且含Mn的氧化物在生产过程中较易清除，成品表面质量良好。该钢的屈服强度≥425MPa，‑170℃冲击吸收功≥80J，综合力学性能优良。
Description
技术领域
本发明涉及一种钢及其制造方法，具体涉及一种超低温L型钢及其制造方法。
背景技术
由于环境保护要求越来越严，天然气作为一种清洁能源消耗量急剧增加，使用范围越来越广。海洋天然气资源丰富，随着海洋能源开采技术日渐成熟，储存、运输这些液态能源的储罐需求越来越大。需要力学性能尤其是-170℃超低温韧性优良的钢材建造储罐，保障储罐不会在低温使用环境下发生脆裂，安全运行。
传统的低温能源用储罐钢通常采用5Ni、9Ni钢材建造，由于合金元素Ni属稀缺资源，导致现有的5Ni、9Ni系钢生产成本昂贵。并且其铸坯质量难于控制，且需采用复杂的热处理工序才能获得预期的低温韧性，工序复杂，生产成本高。例如，申请号为2018800734035的中国专利，公开了一种“超低温钢及其制造方法”，其Ni含量为8.9～9.3％，是一种典型的9Ni钢成分体系，昂贵合金元素Ni含量高，生产难度较大，铸坯、铸锭易产生裂纹，前期清理工序复杂，生产成本高。
因此，很有必要研发一种超低温韧性优良的低Ni钢，用于建造储存液化突然气、乙烯等低温能源储罐的加强肋等结构件。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术的缺陷，本发明提供一种超低温L型钢，低Ni设计的同时保证超低温性能优良，铸坯质量良好，生产过程易控。
本发明的另一目的是提供一种上述超低温L型钢的制造方法。
技术方案：本发明所述的一种超低温L型钢，成分以质量百分比计含有C：0.01～0.039％、Si：0.05～0.15％、Mn：5.1～6.9％、P：≤0.01％、S：≤0.001％、Mo：0.05～0.25％、Ni：0.71～0.98％、Cr：0.10～0.25％、V：0.03～0.07％，余量为Fe和不可避免的杂质。
主要控制的合金元素原理说明如下：
本发明采用超低碳成分设计，因C是很强的间隙强化元素，加入过多的合金元素C(如≥0.039％)则会显著降低钢的低温冲击韧性。
采用Mn-Ni成分体系设计超低温L型钢，因在该结构钢中的合金元素Mn与合金元素Ni的作用相近，均为扩大奥氏体区域元素。但Ni资源较少，属昂贵合金元素，加入量过多导致生产成本显著增加，而Mn资源丰富，成本低廉。另一方面，含Ni的氧化物不易除掉，在生产过程中易产生氧化物压入，成品表面质量较差。而含Mn的氧化物在生产过程中较易清除，成品表面质量良好。
添加的合金元素Mo、Cr、V等主要是强化基体，使得本发明的屈服强度≥425MPa。
该钢的金相组织以超细回火板条马氏体为主，并均匀分布少量奥氏体。
进一步的，所述Mn的重量百分比优选为5.5～6.5％。
进一步的，所述Mo的重量百分比优选为0.15～0.20％。
对应于上述超低温L型钢，本发明提供的制造方法，包括如下步骤：
(1)依次经转炉或电炉冶炼、钢包炉LF脱硫、真空脱气后，连铸成150～260mm*220～400mm的矩形坯；
(2)轧制时铸坯加热温度：1220～1310℃，保温时间≥4.1小时，铸坯出炉后立即轧制，开轧温度≥1050℃，终轧温度≤890℃；
(3)轧后浇水冷却至室温，冷却速率控制在5.0～15.5℃/s；
(4)淬火：轧制的L型钢在720～820℃保温60～100min，出炉立即水冷至室温；回火：经淬火的L型钢在550～650℃保温80～120min，出炉空冷至室温。
具体的，在转炉或电炉冶炼时，加入包括CaO、废钢、MnFe、SiFe、MoFe、NiFe、CrFe、VFe合金料和辅料熔化，加FeO脱P，取样分析合金元素含量并进行目标值调整。
有益效果：与现有技术相比，该超低温L型钢采用Mn-Ni成分体系设计，以Mn替代部分Ni，化学成分和生产工艺简单，生产成本低，且含Mn的氧化物在生产过程中较易清除，成品表面质量良好。该钢的屈服强度≥425MPa，-170℃冲击吸收功≥80J，综合力学性能优良。
附图说明
图1是本发明的超低温L型钢的金相组织图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，便于更清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。
按照本发明化学元素成分、质量百分比及生产方法要求，制备了五个实施例，分别为实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、实施例5。为验证各化学组分和质量百分比含量以及轧制过程中的铸坯加热温度、精轧终轧温度、精轧后冷速、热处理参数对性能参数的影响，制备了三个对比实施例，即对比实施例1、对比实施例2和对比实施例3，即冶炼并轧制了8批钢材。其中，对比例1的化学组分质量百分比含量不在本发明的范围内，而制备过程的工艺参数在本发明的范围内，对比例2的化学组分质量百分比含量在本发明的范围内，而制备过程的工艺参数不在本发明的范围内，对比例3的化学组分质量百分比含量及制备过程的工艺参数均不在本发明的范围内。五个实施例及三个对比实施例的化学元素成分重量百分比见表1，其中余量为Fe和不可避免的杂质。生产过程控制参数与L型钢性能质量情况见表2。
表1本发明实施例及对比实施例的化学成分对比(wt％)
表2本发明实施例及对比实施例生产过程控制对钢材性能情况表
从表1和表2可看出，本发明实施例1-5的化学成分及质量百分比、及生产工艺过程控制的参数所生产的L型钢屈服强度均高于425MPa，而对比例1、对比例2和对比例3的钢材成分范围或/和生产工艺不在本发明范围内所生产的对比钢材屈服强度低于391MPa。其中，本发明实施例5所制备的L型钢的屈服强度为469MPa，-170℃冲击功达到148J，综合力学性能优良，制造超低温结构件可有效避免脆裂，安全运行，为最佳实施例。
Claims (7)
1.一种超低温L型钢，其特征在于，成分以质量百分比计含有C：0.01～0.039％、Si：0.05～0.15％、Mn：5.1～6.9％、P：≤0.01％、S：≤0.001％、Mo：0.05～0.25％、Ni：0.71～0.98％、Cr：0.10～0.25％、V：0.03～0.07％，余量为Fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的超低温L型钢，其特征在于，金相组织以超细回火板条马氏体为主，并均匀分布少量奥氏体。
3.根据权利要求1所述的超低温L型钢，其特征在于，含有5.5～6.5％的Mn。
4.根据权利要求1所述的超低温L型钢，其特征在于，含有0.15～0.20％的Mo。
5.根据权利要求1所述的超低温L型钢，其特征在于，钢的屈服强度≥425MPa，-170℃冲击吸收功≥80J。
6.一种根据权利要求1-5任一项所述超低温L型钢的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)依次经转炉或电炉冶炼、钢包炉LF脱硫、真空脱气后，连铸成150～260mm*220～400mm的矩形坯；
(2)轧制时铸坯加热温度：1220～1310℃，保温时间≥4.1小时，铸坯出炉后立即轧制，开轧温度≥1050℃，终轧温度≤890℃；
(3)轧后浇水冷却至室温，冷却速率控制在5.0～15.5℃/s；
(4)淬火：轧制的L型钢在720～820℃保温60～100min，出炉立即水冷至室温；
回火：经淬火的L型钢在550～650℃保温80～120min，出炉空冷至室温。
7.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于，转炉或电炉冶炼时，加入包括CaO、废钢、MnFe、SiFe、MoFe、NiFe、CrFe、VFe合金料和辅料熔化，加FeO脱P，取样分析合金元素含量并进行目标值调整。
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010062884A (ko) * | 1999-12-20 | 2001-07-09 | 이구택 | 극저온인성이 우수한 항복강도 63ｋｇｆ/㎟급 후강판의제조방법 |
| US20130174941A1 (en) * | 2010-11-19 | 2013-07-11 | Posco | High-Strength Steel Material Having Outstanding Ultra-Low-Temperature Toughness and a Production Method Therefor |
| CN104805378A (zh) * | 2015-05-13 | 2015-07-29 | 东北大学 | 一种高强韧的超低碳中锰钢中厚板及其制备方法 |
| CN107312981A (zh) * | 2017-06-13 | 2017-11-03 | 南京钢铁股份有限公司 | 一种低屈强比高强韧厚规格钢板及其制造方法 |
| CN109652733A (zh) * | 2019-01-07 | 2019-04-19 | 南京钢铁股份有限公司 | 一种690MPa级特厚钢板及其制造方法 |
| CN111321348A (zh) * | 2020-03-30 | 2020-06-23 | 南京钢铁股份有限公司 | 一种lng船用肋板l型钢及其制造方法 |
-
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010062884A (ko) * | 1999-12-20 | 2001-07-09 | 이구택 | 극저온인성이 우수한 항복강도 63ｋｇｆ/㎟급 후강판의제조방법 |
| US20130174941A1 (en) * | 2010-11-19 | 2013-07-11 | Posco | High-Strength Steel Material Having Outstanding Ultra-Low-Temperature Toughness and a Production Method Therefor |
| CN104805378A (zh) * | 2015-05-13 | 2015-07-29 | 东北大学 | 一种高强韧的超低碳中锰钢中厚板及其制备方法 |
| CN107312981A (zh) * | 2017-06-13 | 2017-11-03 | 南京钢铁股份有限公司 | 一种低屈强比高强韧厚规格钢板及其制造方法 |
| CN109652733A (zh) * | 2019-01-07 | 2019-04-19 | 南京钢铁股份有限公司 | 一种690MPa级特厚钢板及其制造方法 |
| CN111321348A (zh) * | 2020-03-30 | 2020-06-23 | 南京钢铁股份有限公司 | 一种lng船用肋板l型钢及其制造方法 |
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