专利名称：：一种100mm厚临氢钢板及其制备方法
技术领域：
：本发明涉及一种临氢钢板，特别是一种100mm厚临氢钢板，同时还涉及一种该钢板的制备方法。
背景技术：
：临氢钢板属于临氢设备用钢，由于其长期处于高温、高压、临氢的状态，钢板容易发生脆化，特别是有相当量的氢扩散、渗入并溶解于钢中，与钢的金属内部再结合形成分子，产生很高的压力，严重时会导致鼓包、皱折或裂纹，而且氢还可以与钢中的碳结合，使钢脱碳及钢中的硫化物与氧化物还原，从而导致钢的脆化。因此要求临氢钢板具有较高的韧性，同时要求具有一定的硬度和强度，以保证能够承受较大的压力。在含氢介质环境中，氢还会在钢的缺陷部位引发氢诱导开裂，因此还需要临氢钢板具有较好的焊接性能，以满足临氢设备的需要，目前我国的大厚度临氢钢板主要依赖进口，用于制造临氢设备的成本较高。
发明内容本发明的目的是提供一种100mm厚临氢钢板，以提高钢板的强度和冲击韧性。本发明的另一目的是提供一种100mm厚临氢钢板的制备方法，以提高钢板的焊接性能，并縮短热处理时间，提高热处理的效率。为了实现以上目的，本发明100mm厚临氢钢板所采用的技术方案是一种100mm厚临氢钢板，是由以下重量百分比的组分制备而成C:O.10-0.20%，Si:0.13_0.43%，Mn:0.37-0.73%，P《0.012%，S《0.01%，Ni《0.2%，Cr:0.75-1.25%，Cu《0.2%，Mo:0.43-0.62%，余量为Fe和不可避免的杂质。优选的组分为:C:0.13-0.15%，Si:0.26-0.27%，Mn:0.49-0.53%，P《0.01%，S《0.01%，Ni:0.10-0.11%，Cr:0.94-0.97%，Cu:0.08-0.12%，Mo:0.45-0.47%，余量为Fe和不可避免的杂质。本发明的100mm厚临氢钢板的制备方法，包括冶炼、浇铸、加热、轧制、热处理，其中热处理工艺如下1)正火正火温度920-940。C，总加热时间2.5min/mm，返红温度400-410。C;正火后采用水冷，水冷参数上下集管水比1:3，冷却辊速7m/min;2)回火回火温度700-710。C，回火时间2.5min/mm，自然空冷。本发明100mm厚临氢钢板的成分中，C对钢的强度、低温冲击韧性、焊接性能具有显著影响，为改善钢的低温韧性、焊接性能和耐腐蚀能力；Si在炼钢过程中作为还原剂和脱氧剂，Si和Mo、Cr等结合，有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用，但若超过0.5%时，会造成钢的韧性下降，降低钢的焊接性能；Mn能增加钢的韧性、强度和硬度，提高钢的淬透性，改善钢的热加工性能，且价格低廉；Ni能提高钢的强度，同时也增强钢的塑性和韧性，在本发明的钢中Ni含量不高于0.20%;Cr能显著提高钢的强度、硬度和耐磨性，同时降低钢的塑性和韧性，Cr元素是本发明钢板中主要的合金元素；Cu与Ni共存，产生析出相Ni3Cu对钢的高温蠕变性能有利；Mo存在于钢的固溶体和碳化物中，有固溶强化作用，并可提高钢的淬透性；P和S在一般情况下都是钢中的有害元素，会增加钢的脆性，P使钢的焊接性能变坏，降低塑性，使冷弯性能变坏，S降低钢的延展性和韧性，在锻造和轧制时会造成裂纹，因此应尽量减少P和S在钢中的含量。本发明的100mm厚临氢钢板经热处理后，各项力学性能达到标准要求，其中冲击韧性较好，在ot:下横向冲击功高于标准下限数倍，而且热处理工艺中正火和回火的处理时间大大縮短，有效的降低了加热时能源的消耗，同时冷却时提高了冷却辊的速度，提高了热处理的效率。具体实施方式实施例1本实施例的100mm厚临氢钢板是由以下重量百分比的组分制备而成C:0.10%，Si:0.13%，Mn:0.37%，P:0.007%，S:0.004%，Ni:0.08%，Cr:0.75%，Cu:0.06%，Mo:0.43%，余量为Fe和不可避免的杂质。本实施例的100mm厚临氢钢板的制备方法如下1)冶炼工艺将含有上述元素的钢水先经电炉冶炼，再送入LF精炼炉精炼，并喂入Al线，加入SiCa块，然后在VD炉中进行真空处理；2)浇铸工艺真空破坏后在1555t:进行浇铸；3)加热工艺钢锭温送、温清、温装，装钢前晾炉30分钟，焖钢1小时，确保钢锭与加热炉的温度一致；采用低速烧钢，100(TC以下升温速度为120°C/h，最高加热温度为125(TC，保温时间为2小时；4)轧制工艺采用II型控轧工艺，第一阶段为奥氏体再结晶阶段，开轧温度115(TC，终轧温度95(TC，累计压下率为70%;第二阶段为奥氏体非再结晶阶段，开轧温度930。C，终轧温度900。C，累计压下率为50%;5)水冷工艺经轧制后的钢板在ACC快速冷却装置进行冷却，返红温度为680°C;6)热处理工艺正火正火温度920。C，总加热时间2.5min/mm，返红温度400。C;正火后采用水冷，水冷参数上下集管水比1:3，冷却辊速7m/min;回火回火温度700。C，回火时间2.5min/mm，自然空冷。实施例2本实施例的100mm厚临氢钢板是由以下重量百分比的组分制备而成C:0.20%，Si:0.43%，Mn:0.73%，P:0.009%，S:0.005%，Ni:0.2%，Cr:1.25%，Cu:0.2%，Mo:0.62%，余量为Fe和不可避免的杂质。本实施例的100mm厚临氢钢板的制备方法同实施例l，其别在于正火温度为930。C，回火温度为705。C。实施例3本实施例的100mm厚临氢钢板是由以下重量百分比的组分制备而成C:0.15%，Si:0.27%，Mn:0.53%，P:0.005%，S:0.002%，Ni:0.11%，Cr:0.97%，Cu:0.12%，Mo:0.47%，余量为Fe和不可避免的杂质。本实施例的100mm厚临氢钢板的制备方法同实施例l，其别在于正火温度为940。C，回火温度为710°C。实施例4本实施例的100mm厚临氢钢板是由以下重量百分比的组分制备而成C:0.13%，Si:0.26%，Mn:0.49%，P:0.008%，S:0.004%，Ni:0.10%，Cr:0.94%，Cu:0.08%，Mo:0.45%，余量为Fe和不可避免的杂质。本实施例的100mm厚临氢钢板的制备方法同实施例l，其别在于正火温度为940。C，回火温度为710°C。模拟焊接性能试验本发明的100mm厚临氢钢板在正火和回火后分别进行试样模拟焊接试验，其参数为最大模拟焊接MAX.PWHT:690±10X18h(0+2)h，最小模拟焊(Min.PWHT):690±10X6h(0+2)h。本发明对实施例1-4中的100mm厚临氢钢板，在正火处理后进行试样最大模拟焊接试验，其力学性能如表1所示表1<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>表1中冲击功为1/4处进行的横向冲击，缺口为V形。从上表可以看出，本发明的100mm厚临氢钢板在正火处理后进行最大模拟焊，其屈服强度高于标准lOOMPa左右，拉伸强度居标准中线，冲击功在150-200J之间，个别冲击低于IOOJ，整体性能良好。从上表中，拉伸性能无论是1/2处还是1/4处基本相同，由此说明正火加热和冷却充分，通过下道工序高温度回火可进一步改善冲击韧性。本发明对实施例1-4中的100mm厚临氢钢板，在回火处理后进行模拟焊接试验，其力学性能如表2所示表2<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表2中冲击功为1/4处ot:横向冲击，缺口为v形。表2中屈服强度高于标准lOOMPa以上，强度偏中上线，冲击功良好，单值个别点低可能受冲击试样的夹杂有关。回火态冲击功相比正火态有所的提升，说明在高温回火后改善了钢板的冲击韧性。权利要求一种100mm厚临氢钢板，其特征在于是由以下重量百分比的组分制备而成C0.10-0.20％，Si0.13-0.43％，Mn0.37-0.73％，P≤0.012％，S≤0.01％，Ni≤0.2％，Cr0.75-1.25％，Cu≤0.2％，Mo0.43-0.62％，余量为Fe和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的100mm厚临氢钢板，其特征在于是由以下重量百分比的组分制备而成:C:0.13-0.15%，Si:0.26-0.27%，Mn:0.49-0.53%，P《0.01%，S《0.01%，Ni:0.10-0.11%，Cr:0.94-0.97%，Cu:0.08-0.12%，Mo:0.45-0.47%，余量为Fe和不可避免的杂质。3.—种100mm厚临氢钢板的制备方法，其特征在于包括冶炼、浇铸、加热、轧制、热处理，其中热处理工艺如下1)正火正火温度920-940。C，总加热时间2.5min/mm，返红温度400-410。C;正火后采用水冷，水冷参数上下集管水比1:3，冷却辊速7m/min;2)回火回火温度700-710。C，回火时间2.5min/mm，自然空冷。全文摘要本发明公开了一种100mm厚临氢钢板，是由以下重量百分比的组分制备而成C0.10-0.20％，Si0.13-0.43％，Mn0.37-0.73％，P≤0.012％，S≤0.01％，Ni≤0.2％，Cr0.75-1.25％，Cu≤0.2％，Mo0.43-0.62％，余量为Fe和不可避免的杂质。同时还公开了该钢板的制备方法。本发明的100mm厚临氢钢板经热处理后，各项力学性能达到标准要求，而且热处理工艺中正火和回火的处理时间大大缩短，有效的降低了加热时能源的消耗，同时冷却时提高了冷却辊的速度，提高了热处理的效率。文档编号C22C38/44GK101713051SQ20091031246公开日2010年5月26日申请日期2009年12月28日优先权日2009年12月28日发明者刘宝良,吴天育,高大伟,龙杰申请人:舞阳钢铁有限责任公司