[发明专利]一种核电工程设备用超大厚度钢板及生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种核电工程设备用超大厚度钢板及生产方法，属于炼钢生产技术领域。

背景技术

随着国内核电工业的迅猛发展，第三代压水堆核电站中用于制造设备蒸汽发生器、稳压器筒体及高压封头和安注箱等关键设备的钢板的需求量剧增。但是，国内使用的钢板几乎都是从欧洲进口，价格昂贵且生产周期长；第三代压水堆核电站的关键设备蒸汽发生器、稳压器及高压封头和安注箱等用的钢板采用美国ASME标准，使用的牌号是SA533GrBCL2，由于该钢板用在核电设备高压封头关键部位，常年受核反应物质的侵蚀，由于核反应产生各种苛刻环境，因此要求钢板具有特殊的安全性和可靠性。对钢板力学性能要求极为严格，屈服强度、抗拉强度适中，要求低温韧性好，强韧性匹配良好，抗低温脆化组织致密、晶粒细小、耐辐射，有良好的耐高温氧化、良好的焊接和冷、热加工性能；产品头、尾横向、纵向拉伸性能优良；无夹杂、无裂纹、具有蠕变极限与持久强度数值相近的特点。并且随着设备的大型化，钢板要求的厚度越来越大，随着板厚的增加，带来性能的恶化，强度的降低以及低温冲击韧性的下降。如何能够生产出核电工程一、二级关键设备用超大厚度钢板是本领域亟待解决的技术问题，所述的超大厚度是指钢板的厚度为155mm。

发明内容

本发明目的是提供一种核电工程设备用超大厚度钢板及生产方法，超大厚度，钢板强度适中，低温冲击韧性和高温拉伸性能良好，抗层状撕裂性能、冷加工及焊接性能均良好，满足核电关键设备的要求，可应用于核电站蒸发器、高压封头及压力容器等关键设备的制造，解决背景技术存在的上述问题。

本发明技术方案是：

一种核电工程设备用超大厚度钢板，各组分重量百分含量如下：C≤0.20%，Si：0.10-0.30%，Mn：1.15-1.60%，P≤0.012%，S≤0.010%，Mo：0.45-0.55%，Ni：0.50-0.80%，Cr≤0.20%，V≤0.01%，Cu≤0.18%，Nb≤0.02%，Ti≤0.03%，Al_总≥0.020%，Cu+6Sn≤0.33%，残余量为Fe和不可避免的杂质。

所述P、S的重量百分含量控制范围：P≤0.008%，S≤0.005%。

本发明较佳的各组分重量百分含量如下：C：0.13-0.20%，Si：0.10-0.25%，Mn：1.20-1.55 %，P≤0.008%，S≤0.003%，Mo：0.45-0.50%，Ni：0.50-0.75%，Cr≤0.20%，V≤0.01%，Cu≤0.18%，Al_总：0.020%，残余量为Fe和不可避免的杂质。

所述钢板的厚度为155mm。

一种核电工程设备用超大厚度钢板的生产方法，包含冶炼、浇铸、加热、轧制、冷却、调质工序，所述的冶炼工序，采用电弧炉冶炼，然后进行LF精炼炉精炼，钢液温度达到1512±10℃时转入真空脱气炉真空处理；所述的浇铸工序，冶炼后的钢水在模铸生产线上进行浇铸，得到钢锭；所述的加热工序，钢锭在均热炉内加热，最高加热温度为1260±10℃，温度低于1000℃时控制加热速度≤100℃/h，保温时间600-720min；所述的轧制工序，采用II型控轧工艺，分为两个阶段进行轧制，第一阶段为奥氏体再结晶阶段，轧制温度为1000-1150℃，道次压下率≥10％，累计压下率为35-50%，第二阶段为奥氏体非再结晶阶段，轧制温度为820-910℃，累计压下率为55-70%；轧制后得到半成品钢板；所述的冷却工序，半成品钢板采用水冷或堆垛冷却，水冷时的返红温度为650-750℃，采用堆垛冷却时堆垛冷却总时间为60-72小时；所述的调质工序，采用车底式炉淬火+回火方式进行半成品钢板调质处理，淬火温度为860—950℃，保温时间2.0min/mm，淬火后钢板再在车底式炉进行回火，回火温度为610—660℃，保温时间为2.5-4.0min/mm，得钢板成品，所述钢板成品由以下重量百分含量的组分组成：C≤0.20%，Si：0.10-0.30%，Mn：1.15 -1.60%，P≤0.012%，S≤0.010%，Mo：0.45-0.55%，Ni：0.50-0.80%，Cr≤0.20%， Cu≤0.18%，V≤0.01%，Cu≤0.18%，Nb≤0.02%，Ti≤0.03%，Al_总≥0.020%，Cu+6Sn≤0.33%，残余量为Fe和不可避免的杂质。