一種低成本、高韌性A517Gr.B大型壓力用鋼板及其生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種低成本、高韌性A517Gr.B大型壓力用鋼板及其生產(chǎn)方法，其生產(chǎn)方法包括如下步驟：鐵水經(jīng)KR深脫硫，轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)吹冶煉，鋼包吹氬，LF精煉，真空精煉處理及連鑄工藝得到質(zhì)量百分比組分為C：0.15～0.19%，Si：0.15～0.35%，Mn：0.70～1.00%，P≤0.020%，S≤0.007%，Cr：0.40～0.60%，Mo：0.15～0.25%，V：0.03～0.06，Ti：0.010～0.030，B：0.0008～0.0025，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)的原料鋼坯，合格鋼坯經(jīng)過加熱、軋制、在線淬火，離線回火熱處理，即得。本發(fā)明的低成本、高韌性A517Gr.B大型壓力用鋼板鋼質(zhì)純凈，P、S等有害元素含量較低；其生產(chǎn)方法采用在線淬火工藝，大大節(jié)約了成本；生產(chǎn)的鋼板焊接沖擊韌性好，-40℃橫向沖擊功≥80J。
【專利說明】—種低成本、高韌性A517Gr.B大型壓力用鋼板及其生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于調(diào)質(zhì)高強(qiáng)度壓力容器用鋼制造領(lǐng)域，具體涉及一種低成本、高韌性A517Gr.B大型壓力用鋼板及其生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]A517Gr.B執(zhí)行美國ASTM標(biāo)準(zhǔn)，鋼板抗拉強(qiáng)度為795~930MPa，是國外大型樞紐水利工程的主要用鋼，由于該鋼種碳當(dāng)量較高，焊接易出現(xiàn)冷裂紋，對(duì)焊接工藝的要求比較苛亥IJ，焊接性能較差，尤其是焊接粗晶區(qū)韌性較差，影響了鋼板的使用的安全性。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種低成本、高韌性A517Gr.B大型壓力用鋼板及其生產(chǎn)方法。本專利通過優(yōu)化合計(jì)元素，采用在線淬火+回火工藝，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的離線淬火+回火工藝，鋼板的淬透性得到提高，強(qiáng)度和韌性獲得改善，鋼板可達(dá)到50KJ/cm線能量下，-40°C沖擊功達(dá)到了不低于80J的水平，大大提高了該鋼種服役期的安全性。
[0004]本發(fā)明是通過下述的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:
一種低成本、高韌性A517Gr.B大型壓力用鋼板，所述鋼板的質(zhì)量百分比組成為:C:
0.15 ~0.19%, Si:0.15 ~0.35%, Mn:0.70 ~1.00%, P ≤ 0.020%, S ≤ 0.007%, Cr:0.40 ~
0.60%, Mo:0.15 ~0.25%, V:0.03 ~0.06%, Ti: 0.010 ~0.030%, B:0.0008 ~0.0025%,余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。
[0005]上述的低成本、高韌性A517Gr.B大型壓力用鋼板，在50K J/cm線能量下、-40°C沖擊功不低于80J。
[0006]為達(dá)到上述目的，冶煉時(shí)需嚴(yán)格控制鋼中P、S等有害元素含量，竭力提高鋼水潔凈度，連鑄澆鑄出的合格原料坯堆垛緩冷后加熱，通過合理的控軋、在線淬火+回火工藝，得到具有高韌性要求的優(yōu)質(zhì)A517Gr.B鋼板。
[0007]上述的低成本、高韌性A517Gr.B大型壓力用鋼板的生產(chǎn)方法，包括如下步驟:鐵水經(jīng)KR深脫硫，轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)吹冶煉，鋼包吹氬，LF精煉，真空精煉處理及連鑄工藝得到質(zhì)量百分比組分為 C:0.15 ~0.19%, Si:0.15 ~0.35%, Mn:0.70 ~L 00%, P^0.020%,S ≤ 0.007%, Cr:0.40 ~0.60%, Mo:0.15 ~0.25%, V:0.03 ~0.06，Ti: 0.010 ~0.030，B:0.0008~0.0025，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)的原料鋼坯，合格鋼坯經(jīng)過加熱、軋制、在線淬火，離線回火熱處理，即得。
[0008]主要工藝路線如下:
KR鐵水預(yù)處理一轉(zhuǎn)爐冶煉一鋼包吹氬一LF精煉一真空精煉處理一連鑄一鑄坯緩冷一加熱一粗軋一精軋一在線淬火一回火。
[0009]上述低成本、高韌性A517Gr.B大型壓力用鋼板的生產(chǎn)方法，主要包括以下要點(diǎn): 原料鐵水需經(jīng)KR深脫硫，轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)吹冶煉，鋼包吹氬，LF精煉，真空精煉處理及連鑄工藝得到成分、質(zhì)量合格的原料鋼坯。
[0010]鋼水真空精煉處理過程中，要求保真空時(shí)間> 15min，真空精煉處理后喂鈣鐵線進(jìn)行鈣處理，處理結(jié)束后保證軟吹氬時(shí)間8min。
[0011]連鑄工藝過程中采用電磁攪拌以及鑄坯輕壓下的技術(shù)手段得到內(nèi)部質(zhì)量良好的原料鋼坯。電磁攪拌及鑄坯輕壓下為本領(lǐng)域的常規(guī)技術(shù)手段。
[0012]原料鋼坯從連鑄機(jī)下線后需經(jīng)過堆垛緩冷48小時(shí)以上后方可送軋。
[0013]軋制過程中，軋制前鋼坯出加熱爐溫度114(Tl200°C，加熱時(shí)間系數(shù)0.9~1.1min/mm ;軋制采用粗、精軋分階段軋制，精軋開軋溫度940± 10°C，終軋溫度890± 10°C，在線淬火。
[0014]離線回火熱處理過程中，回火溫度670°C，爐內(nèi)保溫時(shí)間2.5min/mm，鋼板出爐后空冷。
[0015]本發(fā)明的低成本、高韌性A517Gr.B大型壓力用鋼板，通過優(yōu)化的組分配比和控軋控冷及熱處理工藝，得到理想的貝氏體組織，其晶粒均勻細(xì)小，鋼板具有良好的強(qiáng)度和韌性。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):(1)本發(fā)明的低成本、高韌性A517Gr.B大型壓力用鋼板鋼質(zhì)純凈，P、S等有害元素含量較低；(2)其生產(chǎn)方法采用在線淬火工藝，大大節(jié)約了成本；(3)生產(chǎn)的鋼板焊接沖擊韌性好，_40°C橫向沖擊功> 80J。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明，以便本領(lǐng)域的技術(shù)人員更了解本發(fā)明，但并不因此限制本發(fā)明。
[0017]實(shí)施例1
一種低成本、高韌性A517Gr.B大型壓力用鋼板，其質(zhì)量百分比組成為:C:0.16%，Si:
0.20%, Mn:0.70%, P:0.015%, S:0.005%, Cr:0.45%, Mo:0.20%, V:0.04%, Ti: 0.015%, B:
0.0012%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0018]本實(shí)施例的低成本、高韌性A517Gr.B大型壓力用鋼板的生產(chǎn)方法如下:
1)冶煉工藝:原料鐵水KR預(yù)處理后,經(jīng)過120t頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐冶煉,鋼包吹IS后再送入LF精煉爐精煉，然后在VD爐中進(jìn)行真空精煉處理，保真空時(shí)間17分鐘，處理結(jié)束后喂入鈣鐵線2m/t,喂線后軟吹IS 10分鐘；
2)澆鑄工藝:VD爐破真空后上270mmX2100mm斷面板坯連鑄機(jī)澆注，澆注過程中鑄機(jī)采用扇形段電磁攪拌以及鑄坯輕壓下工藝，連鑄坯下線后堆垛緩冷48小時(shí)；
3)加熱工藝:鑄坯在加熱爐加熱時(shí)間4小時(shí)，出爐溫度1150°C，加熱時(shí)間系數(shù)0.9min/mm (鋼還厚度)；
4)軋制工藝:采用粗、精軋分階段軋制，精軋開軋溫度940°C，終軋溫度890°C，軋制成品鋼板規(guī)格為20mm，在線淬火。
[0019]5)熱處理工藝:回火溫度670°C，爐內(nèi)保溫時(shí)間50min，鋼板出爐后空冷。
[0020]經(jīng)檢測(cè)，本實(shí)例的主要性能如下:屈服強(qiáng)度:720MPa，抗拉強(qiáng)度:850MPa，斷后伸長率:20%，_20°C橫向沖擊功:340J，在50KJ/cm的焊接熱模擬線能量下，_40°C粗晶區(qū)的低溫沖擊功:85J。
[0021]實(shí)施例2本實(shí)施例的低成本、高韌性A517Gr.B大型壓力用鋼板，其質(zhì)量百分比組成為:C:0.16%, Si:0.20%, Mn:0.70%, P:0.014%, S:0.006%, Cr:0.44%, Mo:0.20%, V:0.04%, Ti:
0.016%，B:0.0012%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0022]本實(shí)施例的低成本、高韌性A517Gr.B大型壓力用鋼板的生產(chǎn)方法如下:
1)冶煉工藝:原料鐵水KR預(yù)處理后,經(jīng)過120t頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐冶煉,鋼包吹IS后再送入LF精煉爐精煉，然后在VD爐中進(jìn)行真空精煉處理，保真空時(shí)間15分鐘，處理結(jié)束后喂入鈣鐵線2m/t,喂線后軟吹IS 10分鐘；
2)澆鑄工藝:VD爐破真空后上270mmX2100mm斷面板坯連鑄機(jī)澆注，澆注過程中鑄機(jī)采用扇形段電磁攪拌以及鑄坯輕壓下工藝，連鑄坯下線后堆垛緩冷48小時(shí)；
3)加熱工藝:鑄坯在加熱爐加熱時(shí)間4.5小時(shí)，出爐溫度1200°C，加熱時(shí)間系數(shù)
1.lmin/mm (鋼還厚度)；
4)軋制工藝:采用粗、精軋分階段軋制，精軋開軋溫度930°C，終軋溫度880°C，軋制成品鋼板規(guī)格為20mm，在線淬火。
[0023]5)熱處理工藝:回火溫度670°C，爐內(nèi)保溫時(shí)間50min，鋼板出爐后空冷。
[0024]經(jīng)檢測(cè)，本實(shí)例的主要性能如下:屈服強(qiáng)度:730MPa，抗拉強(qiáng)度:865MPa，斷后伸長率:20.5%，_20°C橫向沖擊功:325J，在50KJ/cm的焊接熱模擬線能量下，_40°C粗晶區(qū)的低溫沖擊功:83J。
[0025]實(shí)施例3
本實(shí)施例的低成本、高韌性A517Gr.B大型壓力用鋼板，其質(zhì)量百分比組成為:C:0.15%, Si:0.21%, Mn:0.70%, P:0.015%, S:0.005%, Cr:0.46%, Mo:0.20%, V:0.04%, Ti:
0.015%，B:0.0011%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0026]本實(shí)施例的低成本、高韌性A517Gr.B大型壓力用鋼板的生產(chǎn)方法如下:
1)冶煉工藝:原料鐵水KR預(yù)處理后,經(jīng)過120t頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐冶煉,鋼包吹IS后再送入LF精煉爐精煉，然后在VD爐中進(jìn)行真空精煉處理，保真空時(shí)間15分鐘，處理結(jié)束后喂入鈣鐵線2m/t,喂線后軟吹IS 10分鐘；
2)澆鑄工藝:VD爐破真空后上270mmX2100mm斷面板坯連鑄機(jī)澆注，澆注過程中鑄機(jī)采用扇形段電磁攪拌以及鑄坯輕壓下工藝，連鑄坯下線后堆垛緩冷48小時(shí)；
3)加熱工藝:鑄坯在加熱爐加熱時(shí)間4.5小時(shí)，出爐溫度1140°C，加熱時(shí)間系數(shù)
1.lmin/mm (鋼還厚度)；
4)軋制工藝:采用粗、精軋分階段軋制，精軋開軋溫度950°C，終軋溫度900°C，軋制成品鋼板規(guī)格為30mm，在線淬火。
[0027]5)熱處理工藝:回火溫度670°C，爐內(nèi)保溫時(shí)間75min，鋼板出爐后空冷。
[0028]經(jīng)檢測(cè)，本實(shí)例的主要性能如下:屈服強(qiáng)度:725MPa，抗拉強(qiáng)度:860MPa，斷后伸長率:21%，_20°C橫向沖擊功:329J，在50KJ/cm的焊接熱模擬線能量下，_40°C粗晶區(qū)的低溫沖擊功:89J。
[0029]實(shí)施例4
本實(shí)施例的低成本、高韌性A517Gr.B大型壓力用鋼板，其質(zhì)量百分比組成為:C:0.15%, Si:0.20%, Mn:0.73%, P:0.014%, S:0.005%, Cr:0.45%, Mo:0.22%, V:0.05%, Ti:0.015%，B:0.0012%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。[0030]本實(shí)施例的低成本、高韌性A517Gr.B大型壓力用鋼板的生產(chǎn)方法如下:
1)冶煉工藝:原料鐵水KR預(yù)處理后,經(jīng)過120t頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐冶煉,鋼包吹IS后再送入LF精煉爐精煉，然后在VD爐中進(jìn)行真空精煉處理，保真空時(shí)間15分鐘，處理結(jié)束后喂入鈣鐵線2m/t,喂線后軟吹IS 10分鐘；
2)澆鑄工藝:VD爐破真空后上270mmX2100mm斷面板坯連鑄機(jī)澆注，澆注過程中鑄機(jī)采用扇形段電磁攪拌以及鑄坯輕壓下工藝，連鑄坯下線后堆垛緩冷48小時(shí)；
3)加熱工藝:鑄坯在加熱爐加熱時(shí)間4.5小時(shí)，出爐溫度1180°C，加熱時(shí)間系數(shù)
1.lmin/mm (鋼還厚度)；
4)軋制工藝:采用粗、精軋分階段軋制，精軋開軋溫度950°C，終軋溫度900°C，軋制成品鋼板規(guī)格為26mm，在線淬火。
[0031]5)熱處理工藝:回火溫度670°C，爐內(nèi)保溫時(shí)間65min，鋼板出爐后空冷。
[0032]經(jīng)檢測(cè)，本實(shí)例的主要性能如下:屈服強(qiáng)度:731MPa，抗拉強(qiáng)度:860MPa，斷后伸長率:19.8%，_20°C橫向沖擊功:320J，在50KJ/cm的焊接熱模擬線能量下，_40°C粗晶區(qū)的低溫沖擊功:95J。
[0033]綜上所述，本發(fā)明采用在線調(diào)質(zhì)工藝代替離線調(diào)質(zhì)工藝，鋼板強(qiáng)度和韌性獲得改善，在50KJ/cm線能量下，-40°C沖擊功達(dá)到了不低于80J的水平，降低了生產(chǎn)成本，提高了焊接效率，同時(shí)大大提高了該鋼 種應(yīng)用的安全性。
【權(quán)利要求】
1.一種 Mn:0.70 ~1.00%, P < 0.020%, S < 0.007%, Cr:0.40 ~0.60%, Mo:0.15 ~0.25%, V:0.03 ~0.06%, Ti: 0.010 ~0.030%, B:0.0008 ~0.0025%，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。
2.如權(quán)利要求1所述的低成本、高韌性A517Gr.B大型壓力用鋼板，其特征在于，所述的低成本、高韌性A517Gr.B大型壓力用鋼板在50KJ/cm線能量下、_40°C沖擊功不低于80J。
3.權(quán)利要求1所述的低成本、高韌性A517Gr.B大型壓力用鋼板的生產(chǎn)方法，其特征在于，包括如下步驟:鐵水經(jīng)KR深脫硫,轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)吹冶煉,鋼包吹気，LF精煉,真空精煉處理及連鑄工藝得到質(zhì)量百分比組分為C:0.15~0.19%，S1:0.15~0.35%，Mn:0.70~1.00%, P < 0.020%, S < 0.007%, Cr:0.40 ~0.60%, Mo:0.15 ~0.25%, V:0.03 ~0.06，Ti: 0.010~0.030,B:0.0008~0.0025，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)的原料鋼坯，合格鋼坯經(jīng)過加熱、軋制、在線淬火，離線回火熱處理，即得。
4.如權(quán)利要求3所述的低成本、高韌性A517Gr.B大型壓力用鋼板的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述原料鋼坯制備過程中，鋼水需經(jīng)真空精煉處理，保真空時(shí)間> 15min，真空精煉處理后喂鈣鐵線進(jìn)行鈣處理，軟吹氬時(shí)間<8min。
5.如權(quán)利要求3所述的低成本、高韌性A517Gr.B大型壓力用鋼板的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述連鑄工藝過程中采用電磁攪拌以及鑄坯輕壓下的技術(shù)手段得到內(nèi)部質(zhì)量良好的原料鋼坯。
6.如權(quán)利要求3所述的低成本、高韌性A517Gr.B大型壓力用鋼板的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述原料鋼坯從連鑄機(jī)下線后需經(jīng)過堆垛緩冷48小時(shí)以上后方可送軋。
7.如權(quán)利要求3所述的低成本、高韌性A517Gr.B大型壓力用鋼板的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述軋制過程中，鋼坯的出爐溫度114(Tl200°C，加熱時(shí)間系數(shù)0.9^1.lmin/mm ;精軋開軋溫度940± 10°C，終軋溫度890± 10°C，軋后采用在線淬火工藝。
8.如權(quán)利要求3所述的低成本、高韌性A517Gr.B大型壓力用鋼板的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述離線回火熱處理過程中，回火溫度670°C，爐內(nèi)保溫時(shí)間2.5min/mm，鋼板出爐后空冷。
【文檔編號(hào)】C22C38/54GK103469107SQ201310426995
【公開日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月18日
【發(fā)明者】孫衛(wèi)華, 邵正偉, 劉金泉, 成小龍 申請(qǐng)人:濟(jì)鋼集團(tuán)有限公司