[发明专利]一种超大厚度高压低温容器用14Cr1MoR(H)钢板及其生产方法

说明书

本发明提供了一种超大厚度高压低温容器用14Cr1MoR(H)钢板及其生产方法，钢板由以下元素组成：C，Si，Mn，P，S，Ni、Cr、Cu、Mo、Al，As，Sn，Sb，O，N，H，其余为Fe和不可避免的杂质；所述钢板在不增加合金成本的情况下，通过正火(快冷)+淬火+回火的热处理工艺，获得的组织主要为贝氏体回火组织，钢板晶粒度可以达到9级以上，540℃的高温拉伸性能Rp0.2达到310Mpa，‑20℃冲击功达到100J以上，力学性能指标远远高于国家标准，使用性能、力学性能、稳定性均发生质的锐变，对填补国内空白，满足市场需求有积极意义。

技术领域

本发明涉及一种超大厚度钢板及其制造方法，特别涉及能够满足厚度为200mm及200mm以上的超大厚度高压低温容器用14Cr1MoR(H)钢板及其生产方法。

背景技术

14Cr1MoR(H)广泛应用于石油、化工、电站、锅炉等行业，用于制作反应器、换热器、油气罐、液化汽罐、汽化炉、核能反应堆压力壳等设备及构件。

常规14Cr1MoR一般不要求临氢性能，且对P、S、Sn、As、Sb等元素无特殊。随着设备大型化发展，满足加氢反应器的特殊环境，应当满足相关标准要求的基本常温力学性能外，还需满足高温强度、抗回火脆化及氢腐蚀的要求，同时要具有良好的加工成形性能、可焊接性等，此外，由于厚钢板的热处理的工艺难度较大，已商品化的14Cr1MoR钢板最新国标规定厚度的极限为200mm,且按照客户使用需求要求满足厚度1/2位置的-20℃冲击功；当前国内的生产技术装备和工艺技术水平，厚度超过100mm很难保证钢板厚度1/2的-20℃冲击性能及高温高压性能，按照市场日益增长的需求，主要依赖进口产品。

发明内容

本发明的目的之一是获得200mm及200mm以上厚度高压低温容器用14Cr1MoR(H)钢板。

本发明的目的之二是获得200mm及200mm以上厚度高压低温容器用14Cr1MoR(H)钢板的生产方法。

以上目的可通过以下技术方案实现：一种超大厚度高压低温容器用14Cr1MoR(H)，也即临氢设备用钢板，其以质量百分比计，由以下元素组成：C≤0.14％，Si≤0.60％，Mn0.40-0.65％，P≤0.005％，S≤0.005％，Ni≤0.30％、Cr1.15-1.50％、Cu≤0.10％、Mo0.45-0.65％、Al0.025-0.040％，As≤0.012％、Sn≤0.005％、Sb≤0.005％，O≤0.003％，N≤0.008％，H≤0.0002％其余为Fe和不可避免的杂质。

上述化学元素的作用分析如下：临氢设备用14Cr1MoR有抗回火脆化的要求，从J系数和X系数公式来看，化学成分中Si、Mn、P、Sn、Sb、As的含量是影响临氢设备用超大厚度钢板的主要因素。研究证明，脆化是由于含有微量的P晶界偏聚的结果，Si、Mn元素本身不引起脆化，而是对P的脆化起了促进作用。采用转炉冶炼，钢水中Sn、Sb、As含量控制很低，而Mn元素虽然促进回火脆化，但有利于钢板的淬透性以防止产生铁素体，因此成分设计上，Si、P元素控制要低，Mn元素适当要高一些；C是钢中最基础的强化元素，提高强度，但C含量太高也影响韧性，其含量宜控制在≤0.14％；Cr、Mo元素可显著提高钢板的淬透性及高温性能，当Cr、Mo复合强化时，需使Cr、Mo含量维持在彼此相互作用的最佳值。另外，钢中加入适量Al元素，转炉终点出钢时脱氧，主要减少钢中氧化物夹杂，避免增加裂纹源，导致沿晶断裂的产生，进一步降低回火脆性。总之，通过合理的成分搭配，满足200mm及200mm以上厚14Cr1MoR的成分设计要求，其中杂质元素P、S、O、N、H、As、Sn、Sb等含量均有上限要求下限不做限制，在工艺设备能力下尽可能降低，以达到钢质纯净、力学性能均匀的目的。

上述14Cr1MoR(H)钢板厚度为200mm及200mm以上；

上述钢板的生产方法包括以下步骤：