[发明专利]抗拉强度485MPa以上的压力容器钢成分设计方法

说明书

一种抗拉强度485MPa以上的压力容器钢成分设计方法，属于压力容器用钢技术领域。具体步骤先确定钢种除了碳元素以外的成分质量百分比为，Si：0.2％～0.4％，Mn：1.3％～1.5％，P≤0.02％，S≤0.01％，Alt：0.01％～0.05％，其它为Fe和不可避免杂质；钢种的正火热处理后取样进行模拟实验，模拟焊后一次循环流程为将试样从室温以升温至焊后热处理温度，保温后冷却至400℃以下后空冷至室温，两次循环为一次循环后再加一次循环，多次循环以此类推。优点在于：给出了不同工艺下更精确的成分设计，通过改变碳含量，使得不同工艺下的钢板的强度均能满足强度要求，该工艺简单易行，易于推广。

技术领域

本发明属于压力容器用钢技术领域，特别涉及一种抗拉强度485MPa以上的压力容器钢成分设计方法。尤其涉及一种抗拉强度485MPa以上级别带有焊后热处理工艺要求的压力容器钢的成分设计方法。

背景技术

焊后热处理是为改善焊接接头组织和性能或消除残余应力而进行的一种热处理方法，属于去应力退火。钢制压力容器的焊后热处理是将压力容器零部件或产品缓慢加热到一定温度后，保温一定时间，然后随炉均匀冷却。焊后热处理的主要目的是消除压力容器内的残余应力。通过焊后热处理的压力容器钢，其强度会出现一定的下降，因此根据不同的焊后热处理工艺要求，需要针对性设计不同的成分设计。

抗拉强度485MPa以上级别压力容器钢的屈服强度≥260MPa，抗拉强度≥485MPa。该类钢种的交货状态为正火。用户使用时，在装配和焊接之后，需要使用焊后热处理的方法对焊接接头组织和性能进行处理，焊后热处理结束后，该压力容器钢的强度依然要满足屈服强度≥260MPa，抗拉强度≥485MPa。因此钢厂需要根据这一要求，对交货钢板进行模拟焊后热处理检测，其方法为，将正火后钢板以一定的速率加热至固定温度，保温一定时间后，以一定的速率冷却至固定温度，继而对钢板的强度进行检测，如果其强度不能满足要求，则钢板不能交货。会造成大量的浪费，因此需要在成分设计时，就针对不同的焊后热处理工艺进行精确的成分设计。

孙殿东等人在《压力容器》期刊发表了题目为“不同模拟焊后热处理制度对SA-516Gr.70钢组织及力学性能的影响”中，提到了模拟焊后热处理对压力容器的影响，但没有指出根据不同的模拟焊后热处理制度需要对钢的成分进行如何的调整。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抗拉强度485MPa以上的压力容器钢成分设计方法，解决了针对不同的焊后热处理工艺成分设计不精确的问题。根据不同的焊后热处理要求，提出了更精确的成分设计，使得模拟焊后热处理后，钢板依然有着足够的强度富裕量，从而满足交货要求。

一种抗拉强度485MPa以上的压力容器钢成分设计方法，具体步骤及参数如下：

1、确定钢种除了碳元素以外的成分质量百分比为，Si：0.2％～0.4％，Mn：1.3％～1.5％，P≤0.02％，S≤0.01％，Alt：0.01％～0.05％，其它为Fe和不可避免杂质；

2、钢种的正火热处理温度为880～920℃；

3、取上述钢种试样进行模拟实验，模拟焊后一次循环流程为将试样从室温以升温至焊后热处理温度，保温后冷却至400℃以下后空冷至室温，两次循环为一次循环后再加一次循环，多次循环以此类推：

如果试样为一次循环，焊后热处理温度为600℃～640℃，升温速率40℃/h～100℃/h，降温速率10℃/h～100℃/h，保温时间为1～3h，此时试样的碳含量设计为0.17％～0.2wt％；

如果试样为两次循环，第一次焊后热处理温度为600℃～640℃，升温速率40℃/h～100℃/h，降温速率10℃/h～100℃/h，保温时间为1～3h；第二次焊后热处理温度为600℃～640℃，升温速率40℃/h～100℃/h，降温速率10℃/h～100℃/h，保温时间为1～3h，此时试样的碳含量设计为0.20％～0.24wt％；