[发明专利]一种压水堆核电站压力容器支承用钢及其制造方法

说明书

本发明提供一种压水堆核电站压力容器支承用钢及其制造方法，该钢成分按重量百分比计如下：C：0.15％‑0.20％、Si：0.15％‑0.35％、Mn：1.40％‑1.80％、P≤0.015％、S≤0.003％、Ni：0.80％‑1.50％、Cr：0.50％‑1.10％、Mo：0.20％‑0.60％、Al：0.015％‑0.030％、Ti：0.01％‑0.02％、V：0.01％‑0.02％、Cu：0.05％～0.2％，其余含量为Fe和不可避免的杂质；方法：锻造：纵锻+横锻；两阶段控轧；热处理采用淬火+回火；采用本发明生产钢板在热处理状态、模拟焊后热处理状态及200℃高温状态力学性保持较高水平。

技术领域

本发明属于金属材料加工领域，尤其涉及一种压水堆核电站压力容器支承用钢及其制造方法。

背景技术

核能发电是我国优化能源结构主要发展方向，更是我国“一路一带”战略布局的实际需要。为实现我国能源战略转型和对国际社会碳减排的庄严承诺，同时为改善我国国民生活工作环境，大力发展核电必将成为我国未来清洁能源发展的重要举措。

随着核电政策的逐步放开以及核电机组国产化进程的加快，高端核电设备国产化速度必然大幅提高。由于核电设备长年在高温、高压、中子辐射等恶劣环境中服役，长期承受中子辐射，要求设备制造用钢板具有抗辐射能力强、合金元素含量低、韧性较高、脆性转变温度低、强度适宜、模拟消应力热处理后较高的综合性能要求等特点，此前，国内外三代核电核岛设备压力容器支承用钢的制造方法均采用模铸的生产方式，即用电炉炼钢，将钢水先浇铸成大钢锭，大钢锭再经过开坯轧制的方式进行生产，然而利用模铸生产的成本较高、生产周期较长、生产组织难度大、需要配备相应的开坯机，轧制过程为水平方向的延伸作用，因此钢锭直接轧制的特厚板，心部达不到有效的变形，成品钢板的心部仍存在裂纹和偏析，不能够满足探伤和Z向性能。

目前国内外对核电用钢已形成较多专利，与本发明相关的主要包括以下几项：

《一种锻轧结合的钢材生产工艺》(申请号：201210528862.2)为江苏永钢集团公司开发的涉及一种钢材的生产工艺，是一种锻轧结合的钢材生产工艺，其工艺流程为：钢锭或连铸坯加热→锻造→再加热→轧制→切头尾和分段→冷却→精整→检验→标记→包装称重→入库；钢锭或连铸坯加热工序：加热温度为1150℃，终锻温度1000℃；轧制工序：采用两辊可逆轧机得到所需的形状和尺寸。

该发明中所采用的锻造比为3，并且需要一定的头尾切除率，对比文件中只提及了锻轧结合的生产方法工艺，没有涉及到钢锭锻后的轧制工艺和生产出的钢板的性能是否能够满足要求。

《一种压力容器用厚规格钢板的调制处理方法》(申请号：201010154420.7)为山西太钢不锈钢股份有限公司发明的一种压力容器用厚规格钢板调质处理方法，它包括下述依次的步骤：Ι淬火将钢板加热到920℃～930℃，保温45～55分钟，再进行淬火处理；Ⅱ回火处理将淬火后的钢板加热到630℃～650℃保温40～50分钟，取出钢板冷却到室温；Ⅲ二次淬火将加热钢板加热到920℃～930℃，保温50～60分钟，将钢板进行淬火处理；Ⅳ二次回火将二次淬火后的钢板在室状炉内，要求温度控制波动不大于±5℃，加热到615℃～625℃保温40～50分钟，取出自然冷却到室温。

该发明中采用两次调质处理将钢板的抗拉强度Rm提高到630MPa，延伸率A提高到20～23％，而本专利采用一次调质处理即可达到甚至超过其强度，并且能够大幅降低成本。