[发明专利]一种调质型低温压力容器用钢板及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金领域，特别涉及一种压力容器用钢板，具体地说是一种超极限厚度(60mm)的低裂纹敏感性高强度调质型低温压力容器用钢板及制备方法。

背景技术

压力容器用调质高强钢板，由于具有低焊接裂纹敏感指数特性(Crack-Free)，也简称为CF钢，而被广泛应用于水电行业及球罐制造业。随着压力容器设备向高参数、大型化方向发展，不仅需要考虑设备大型化的问题，安全性也是首先必须解决的问题，也即水电和球罐用CF钢必须保证低温使用性能的要求，如丙烯和乙烯储罐的设计温度由20世纪80年代的-20℃~ -35℃降到当今的-30 ~ -50℃。

1985年以前，我国压力容器调质高强度钢板全部依赖进口，其中以日本低裂纹敏感性调质高强度CF钢为多。1989年，我国首先将国产低温(-20 ~ -40℃)压力容器用调质高强度钢列入国标GBl50-1989；2003年，由武钢牵头起草制定了压力容器用调质高强度钢板标准GB19189-2003，此时，武钢研制的07MnCrMoVR(CF-62)钢板与国外相比，强度、韧性、焊接性能都接近，甚至超过日本SPV490的JISG3115标准。2011年，仍然由武钢牵头，联合中国通用机械工程总公司、冶金工业信息标准研究院、新余钢铁集团有限公司、湖南华菱湘潭钢铁有限公司、合肥通用机械研究院、南钢、鞍钢、济钢、首钢和中国特种检测设备研究院，对GB19189-2003进行了修订，于2012年2月1日实施新的国标GB19189-2011，新国标中按照低温区范围不同增加了一个新的压力容器用调质钢牌号，即07MnNiMoDR。值得注意的是，在新国标中规定该钢的厚度是10~50mm，-50℃冲击功吸收能量不低于80J。考虑到目前在某些特殊场合下，要求钢板超出新国标中规定的极限厚度，甚至达到60mm，同时 还要求保证新国标中的力学和工艺性能要求，对于制造企业来说还没有开发过类似产品的先例，这给生产制造企业带来一定的难度。

发明内容

本发明的目的是提供一种超极限厚度(60mm)的低裂纹敏感性高强度调质型低温压力容器用钢板及制备方法。本发明通过适当的合金元素设计和热轧及热处理方法，满足这类钢的力学性能和工艺性能要求。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种调质型低温压力容器用钢板，其特征在于：该钢板化学成分按重量百分比为：C 0.065~0.085%；Si 0.15~0.25%；Mn 1.30~1.50%；Ni 0.40~0.45%，Cr 0.15~0.25%，Mo 0.20~0.25%，V 0.035~0.045%；Nb 0.030~0.045%；Ti 0. 025~0.03%；Alt 0.020~0.05%；P ￡0.015%；S ￡0.005%；余量为Fe；其轧态金相组织为粒状贝氏体和板条贝氏体，淬火态的金相组织为板条贝氏体，最终回火态的组织为回火索氏体+贝氏体。

本发明的超极限厚度(60mm)低裂纹敏感性高强度调质型低温压力容器用钢板，室温屈服强度3600MPa，抗拉强度3650MPa，断口伸长率320%，-50 ℃冲击功大于120 J (冲击试样尺寸为55 mm×10 mm×10 mm)，冷弯性能合格，焊接冷裂纹敏感系数P_cm￡0.19 %。

一种调质型低温压力容器用钢板的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

1) 按设定的化学成分冶炼钢水并铸成厚度为220 mm的铸坯；设定的化学成分按重量百分比为：C 0.065~0.085%；Si 0.15~0.25%；Mn 1.30~1.50%；Ni 0.40~0.45%，Cr 0.15~0.25%，Mo 0.20~0.25%，V 0.035~0.045%；Nb 0.030~0.045%；Ti 0. 025~0.03%；Alt 0.020~0.05%；P ￡0.015%；S ￡0.005%；余量为Fe；

2) 将铸坯按照两阶段加热均匀化后进行粗轧，第一阶段加热至900℃，保温2h；第二阶段加热至1150～1200 ℃，保温1 h；粗轧轧制道次为3道次，粗轧开轧温度为1050～1150 ℃，终轧温度为1000℃以上；每道次压下率不低于20%，总压下率为50~55%，获得厚度为110～100 mm的中间坯；其中，粗轧首道次压下率为20%，第2道次压下率为22.5%，第3道次的压下率为26%；