[发明专利]低成本高韧性-140℃低温用钢板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种低温用钢板的制造方法，具体的说是一种低成本高韧性-140℃低温用钢板及其制造方法。

背景技术

随着我国社会经济的高速发展，国内石油、化工等能源行业发展势头迅猛。液化石油气、液态甲醇、液氨、液氧、液氮生产、运输和储存设备需求量增长很快。根据我国“十二五”规划，继续优化石化能源的发展，进一步加快油气资源的开发。这将给低温服役条件下能源生产及存储设备制造行业提供广阔的市场及发展机遇，同时也极大的促进了低温用钢的发展。

目前，Ni系低温钢广泛应用于低温容器的生产制备中。应该指出的是，随着全球范围内能源及资源需求的日益增长，实现钢材的减量化及低成本成为钢铁行业的一个重要发展方向。Ni的合金化成本占Ni系低温钢成本的比重很大，因此，降低Ni系低温钢成本成为一个重要的课题。

提高低温韧性的主要技术手段是在钢中加入含量较高的Ni，通过热处理工艺调控钢中的组织配比，以获得较低的韧脆转变温度，从而提高钢的低温韧性。目前低温用钢板向着低成本、高性能方向发展，通过合理的化学成分设计和热处理工艺，在保证性能不下降的同时，少Ni低温钢是一个重要的方向以及对于推动低合金钢的升级换代具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种低成本高韧性-140℃低温用钢板及其制造方法，该方法通过合理的成分设计、控轧控冷工艺及合理的热处理工艺，获得性能优异的低成本高韧性-140℃低温用钢板。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种低成本高韧性-140℃低温用钢板，其特征在于：该钢板的化学成分按重量百分比为C：0.03～0.10%，Si：0.05～0.25%，Mn：1.80～3.50%，P：≤0.010%，S：≤0.002%，Ni：1.30～3.50%，Cu：0.10～0.80%，Nb：≤0.20%，Ti：≤0.035%，Alt：0.010～0.050%，其余为Fe及不可避免的杂质。

本发明中，钢板中也可以加入以下一种或几种合金元素：Mo：0.01～0.20%、Cr：0～0.50%、V：0～0.05%，钢中合金元素的总添加量不大于2%。

该钢板的化学成分中的杂质元素控制为：O≤0.0015%，N≤0.0080%，H≤0.0003%。

一种低成本高韧性-140℃低温用钢板的制造方法，其特征在于该制造方法包括以下工序：铁水脱硫预处理→冶炼→LF精炼→真空处理→静搅→连铸→铸坯检验、判定→铸坯验收→钢坯加热→除鳞→轧制→冷却→探伤→热处理→切割、取样→喷印标识→入库；具体要求如下：

1） 铁水脱硫处理后硫含量控制在[S]≤0.002%，采用双渣法严格控制[P]含量，LF采用白渣操作脱硫脱氧，真空处理严格控制气体含量；连铸控制中包温度为液相线+5～35℃；

2）连铸坯加热轧制前进行表面修磨喷涂防氧化处理；连铸坯堆垛缓冷或入缓冷坑缓冷24小时及以上；

3）采用控轧控冷技术，连铸坯加热温度为1100℃～1250℃，加热时间8～15min/cm，奥氏体再结晶区和未再结晶区两阶段轧制；粗轧道次低速大压下量破碎奥氏体晶粒，精轧开轧温度为880～960℃，终轧温度780～860℃；轧后控制冷却，返红温度≤400℃，随后空冷；

4）在钢板控轧控冷后，进行淬火及回火热处理。将钢板在680~780℃保温1.5~2.5mm/min+10~100min，出炉后立即淬火处理；然后在570~670℃保温1.5~2.5mm/min+10~100min，出炉后空冷或水冷。

本发明中，对连铸坯也可采用两阶段控制轧制技术，连铸坯加热温度为1100℃～1250℃，加热时间8～15min/cm，奥氏体再结晶区和未再结晶区两阶段轧制；粗轧道次低速大压下量破碎奥氏体晶粒，精轧开轧温度为880～960℃，终轧温度780～850℃；随后空冷；在钢板控轧空冷后，进行两次淬火及回火热处理；将钢板在800~880℃保温1.5~2.5mm/min+5~100min，出炉后立即淬火处理；然后680~780℃保温1.5~2.5mm/min+5~100min，出炉后立即淬火处理；再在570~670℃保温1.5~2.5mm/min+10~100min，出炉后空冷或水冷。

化学成分是影响连铸坯内部质量与高强韧性钢板性能的关键因素之一，本发明为了使所述钢获得优异的综合性能，对所述钢的化学成分进行了限制，原因在于：