[发明专利]一种355MPa级低温钢及制造方法

说明书

本发明涉及一种355MPa级低温钢，其化学成分按重量百分比为：C：0.09％～0.15％，Si：0.20％～0.45％，Mn：1.4％～1.7％，Ni：0.30％～0.55％，Al：0.015％～0.030％，Nb：0.01％～0.045％，S：≤0.005％，P：≤0.008％，余量为Fe和杂质；钢制造方法，工艺流程：转炉冶炼—LF或RH精炼—连铸—钢坯加热—除磷—控制轧制—热处理。本发明通过C、Si、Mn、Nb等元素确保钢板的强度，Ni和Nb元素的添加确保钢板的低温韧性，轧制后不水冷，热处理后不水冷，确保钢板内应力不增加的同时，也无需水冷后矫直工序，优化了现有技术的生产流程，减少了钢板板型控制难度，降低了生产成本。

技术领域

本发明涉及冶金领域，特别涉及一种优流程355MPa级低温钢。

背景技术

低温用钢主要用于制作储存和运输各类液化气体的设备，包括液化石油气、液化乙烯气、液氨等，低温用钢通常要求具有足够的强度和较好的低温冲击韧性。近年来，随着我国石油、化工行业的快速发展以及全世界范围内对于清洁能源的需求的迅猛增加，尤其是丙烷脱氢制丙烯(PDH-Propane Dehydrogenation)所需的原料丙烷的极速增长，需要大量的满足-80℃KV₂≥80J、屈服强度≥355MPa级低温钢。此外为了确保钢板在长期低温服役条件下的稳定性，用户通常要求Ni元素含量为0.3～0.8％、不允许添加Cr、Mo等强化元素、不允许在轧制或热处理后应用快速水冷、具有稳定组织，综上所述研制开发一种满足用户要求的、低温力学性能、组织稳定良好同时又能有效控制生产成本的低温钢及其生产工艺成为了迫切要求。

本发明申请以前，CN 107699792 A公开了一种耐低温微合金化钢及生产工艺，该发明涉及一种耐低温微合金化钢，所述微合金化钢的化学成分按重量百分比计为：C：0.075％～0.1％；Si：0.10％～0.30％；Mn：1.0％～1.40％；Cr：0.25％～0.50％；Nb：0.020％～0.030％；Ti：0.015％～0.025％；Al：≤0.015％；P：≤0.010％；S：≤0.010％；余量为Fe和不可避免的杂质。该耐低温微合金化钢添加了Cr、Nb、Ti等微合金元素，难以满足用户的要求；要求Al含量≤0.015％，但O的气体含量[O]≤30ppm，Al为钢中脱氧的主要元素，将Al含量控制在≤0.015％，大大增加了冶炼的难度；该专利生产的钢板为20mm以上，无法满足在-80℃及以下低温条件下、厚度＜20mm钢板的需求。

CN 110117705 A公开了一种正火型核电压力容器设备支承用钢板的热处理方法，所述钢的化学成分按重量百分比计为：C：0.16～0.19％、Si：0.10～0.20％、Mn：1.45～1.55％、P：0.007～0.011％、S：0.0010～0.0018％、N：0.0048～0.0055％、Cu：0.08～0.14％、V：0.060～0.070％，余量为Fe和不可避免的杂质。该正火型核电压力容器设备支承用钢板添加了Cu、V等微合金元素，增加成本；该发明所述钢板应用温度为0℃，无法满足更低温度的使用需求。

CN 107287530 A公开了一种高强高韧非调质型低温压力容器用钢及其制造方法，C：0.11-0.20％、Si：0.15-0.35％、Mn：1.30-1.60％、P≤0.010％、S≤0.003％、Cr：0.50-1.0％、Nb：0.015-0.040％、Ti：0.005-0.010％、Al：0.035-0.050％、Ni：1.10-1.60％，余量为Fe和不可避免的杂质。该发明所述的高强高韧非调质型低温压力容器用钢，为了在-50℃能够获得良好的低温韧性，添加了1％以上的昂贵的Ni元素，难以满足用户的需求，增加了成本；同时；为了实现足够的强度，在发明中钢板轧制完成后还需要采用超快冷的工艺，并且需要控制开冷和返红温度，增了钢板的内应力，增加了生产工序和生产流程，增加了钢板板型异常的可能。