[发明专利]一种低成本高低温韧性稀土风电法兰用钢及其生产工艺

说明书

本发明公开了一种低成本高低温韧性稀土风电法兰用钢，包括如下质量百分比的化学成分：C：0.17‑0.20％、Si：0.15‑0.35％、Mn：1.20‑1.40％、P≤0.015％、S≤0.005％、Nb：0.020‑0.040％、Ce≤0.0010％、H≤2ppm、O≤30ppm、N≤60ppm。本发明通过加稀土微合金化的成分设计，减少合金加入量，降低成本，同时有效改善铸坯组织和夹杂物形态，铸坯组织晶粒边缘圆滑均匀，夹杂物为球形的稀土复合夹杂物，大大提高钢的低温韧性，改善钢的综合性能，并采取合适的加工成型工艺，细化试验钢组织，可以得到一种低成本、高低温冲击韧性、综合性能优良的稀土法兰。

技术领域

本发明涉及钢铁冶金领域，尤其涉及一种低成本高低温韧性稀土风电法兰用钢及其生产工艺。

背景技术

法兰是一种连接件，是轴与轴之间相互连接的零件，用于管端之间的连接，通常是盘状，主要用来连接管路。由于法兰具有良好的综合性能，法兰作为大型成套装置中重要组成部分，被广泛用于电站、化工、石油、长输管线、造船、核工业、各种低温工程等。

我国风能资源丰富，可开发利用的风能储量约10亿KW，风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到各个国家的重视，风能是通过空气流动做功，其蕴含着巨大的能量，因此风力发电越来越受关注，而风电法兰就是用于连接塔筒与轮毂，轮毂与叶片之间的结构件。风电法兰是风电机组的重要零部件之一，随着风力发电的快速增长，风力发电工作坏境越来越苛刻，由于风力发电要经受高寒、高湿度、风沙和盐腐蚀等恶劣的运行环境，最低温度为-60℃，对风电法兰的要求也越来越严格，法兰质量直接影响着风电机组是否可靠运行。要严格控制风电法兰的原料、加工生产过程，提高法兰的综合性能，保证风电法兰的质量。

稀土元素因其独特的外层电子结构而具有极强的化学活性、价态可变和大原子尺寸等特性，成为钢的深度净化剂、夹杂物的变质剂和高附加值钢铁材料重要的微合金元素。稀土的加入可深度降低钢中氧和硫的含量，降低磷、硫、氢等低熔点元素的有害作用，改变夹杂物的性质、形态和分布，改善铸坯质量，有效改善钢的低温韧性，提高钢的综合性能。

专利公开号CN 101643879 A公布了一种风电法兰用钢及其生产工艺，其化学成分为C：0.14-0.17％，Si：0.25-0.40％，Mn：1.35-1.50％，P：≤0.015％，S：≤0.0030％，V：0.015-0.030％，Nb：0.025-0.040％，Al：0.030-0.045％，N：≤0.004％，H≤0.0001％，O≤0.002％。该专利研究连铸方法生产风电法兰用钢，形成了一套完整的风电法兰用钢的连铸生产工艺，保证法兰具有高强度、高韧性和良好的焊接性。但该发明添加元素V，导致合金成本较高；-50℃冲击功较低，不满足标准要求，对于更低环境温度下的要求更高的低温冲击韧性，则更无法满足要求。

专利公开号CN 107058877 A公布了一种低温环境用风电法兰制作方法，其化学成分：C：0.08-0.16％，Si：0.15-0.30％，Mn：1.00-1.60％，P：≤0.020％，S：≤0.015％，V：≤0.12％，Nb：≤0.05％，Ni：≤0.50％，Cr：≤0.20％，Cu：≤0.25％，Als：≥0.015％，Mo≤0.10％，Ti：≤0.010％。该发明通过优化化学成分，优化锻造成型工艺和热处理工艺，制造出的法兰性能满足-60℃低温冲击性能要求。该发明不足之处为了保证法兰低温冲击性能，添加了大量的合金元素Nb、V，增加合金成本，大大的提高了法兰的成本。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种低成本高低温韧性稀土风电法兰用钢及其生产工艺。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：