[发明专利]一种温度不高于-101℃级别的低温用钢

说明书

技术领域

本发明涉及一种低温用钢，具体地属于一种采用TMCP工艺生产，且温度不高于-101℃级别的低温用钢，厚度规格为12～35mm。

背景技术

低温钢主要用于制作储存和运输各类液化气体的设备。通常将各种液化石油气、液氨、液氧、液氮等生产、储存容器和输送管道以及在寒冷地区服役的设备，称为低温容器，制造这些容器所用的钢，统称为低温钢。由于低温容器特殊用途，对低温钢性能的要求更加严格，首先要保证在使用温度下具有足够的冲击韧性值，要求材料在使用温度下具有足够的抗脆性开裂的能力,甚至还要求材料具有抗脆性裂纹扩展的止裂性能。此外，从安全角度考虑，希望低温钢的屈强比不要高。

近年来随着我国石油、化工及能源工业的迅猛发展，石油、化工装置的规模在不断地扩大，低温钢的需求量巨大。随着冶金科技的进步，连铸技术、熔炼脱磷、转炉精炼等高纯度钢制造技术得到开发应用，大幅度降低钢中的P、S含量使Ni系低温钢的韧性得到了提高，同时，TMCP工艺也可以改善钢板的韧性和强度，即使在较低合金添加的情况下，通过细化晶粒而使钢板获得高的强度和韧性。因此，具有较高的可行性和很好的市场前景。此外，较高的性价比可降低企业的生产成本，提高企业利润。

    经检索国内外公开发表文献中，为保证良好的力学性能，通常加入较多的Ni、Cr、Cu等贵重合金，尤其贵重金属Ni的含量普遍在3.0～3.80%，含量较高，增加了钢板的生产成本；如一种高韧性-110℃低温钢及其制造方法，由下述重量百分比%的成分组成：C 0.02～0.12，Si 0.10～0.35，Mn 0.30～0.80，P≤0.015，S≤0.010，Ni 3.20～3.80，Ti 0.005～0.05，Al 0.005～0.10，此外还含有Nb≤0.050，V≤0.10，Cu≤2.0，Mo≤0.50，Zr≤0.040，RE≤0.020中的两种或两种以上，余量为Fe。实施例钢板的屈服强度R_eL=400-430MPa，抗拉强度R_m =550～580 MPa，延伸率A=29-32%，-110℃横向A_KV=145-214J；一种抗高回火参数SR脆化的低温镍钢及其制造方法，其成分重量百分比为：C：0.025～0.06％、Si：≤0.15％、Mn：0.45～0.85％、P：≤0.012％、S：≤0.002％、Cu：0.1～0.4％、Ni：2.8～3.8％、Cr：0.1～0.3％、Mo：0.05～0.3％、Als：0.04～0.07％、Ti：0.006～0.012％、Nb：0.008～0.025％、N：≤0.0040％、Ca：0.001～0.003％其余为Fe和不可避免的夹杂；钢板屈服强度339-373MPa，抗拉强度508-525 MPa，延伸31-38%，横向Akv（-101℃）=259-309J。

发明内容

本发明的目的在于解决目前国内外-101℃级别低温用钢中贵重合金Ni元素加入量多，性价比不高等不足，提供一种以Ni、Mn作为基本元素，通过添加少量Ti、Nb后的复合作用，获得屈服强度R_eL≥345MPa，抗拉强度R_m 440~690 MPa，延伸率A≥21%，-110℃横向冲击功A_KV≥200J，焊缝及熔合线区域的-101℃横向A_KV≥100J的温度不高于-101℃级别的低温用钢。

实现上述目的的措施：

一种温度不高于-101℃级别的低温用钢，其组分及重量百分比含量为：C：0.03～0.08%；Si：0.10～0.50%；Mn：0.60～1.20%；P、S：≤0.010%；Ni：2.00～2.95%；Mo：0.060～0.10%；Nb：0.042～0.06%；Ti：0.01～0.06%，其余为Fe和不可避免的杂质。

优选地，C的重量百分比为0.03～0.06%。

优选地，Mn的重量百分比为0.63～0.90%。

优选地，Ni 的重量百分比为2.00～2.85%。

优选地，Mo的重量百分比为0.070～0.090%。

优选地，Ti的重量百分比为0.025～0.04%。

优选地，Nb的重量百分比为0.042～0.049%。

本发明的-101℃级别低温钢中合金元素的作用机理如下：