一种lpg船用储罐用钢板及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及钢材技术领域，尤其涉及一种LPG船用储罐用钢板及其制造方法。
【背景技术】
[0002] 液化石油气（LiquefiedPetroleumGas，以下简称LPG)是我国主要的能源品种之 一，因其具有清洁卫生、储运安全方便、热效率高等特点，广泛应用于工业生产和居民生活。 LPG是一种复杂的混合物，主要成分是含有三个碳原子和四个碳原子的碳氢化合物，行业上 习惯分别称为碳三和碳四，主要是丙烷和丁烷，也含有少量的丙烯、丁烯和其他成分。LPG在 常温常压下呈气体状态，可以通过加压、降温或两者兼用的方法使其变为液态。
[0003] 由于LPG具有较高的临界温度，因而在常温下便可压缩成液体，LPG的液化温度及 沸点温度在零下40以下。在常温常压下液态的LPG极易挥发，体积能迅速扩大250倍，也 就是说1升液态LPG挥发后能变为250升以上的气体。LPG具有较高的膨胀系数，如果在 密闭容器及管道内，温度升高会引起压力升高，从而发生超压物理性爆炸。用于存储LPG的 船用储罐在运输过程中存在纵摇、横摇、垂荡等运动，因此，罐柜受到惯性力的作用，处于动 态运动状态，因此，需要提供一种具有高强度，且具有很好的低温韧性和抗冲击载荷能力的 LPG船用储罐用钢板，以保证LPG船用储罐的安全性和材料服役的稳定性。
【发明内容】
[0004] 本申请提供一种LPG船用储罐用钢板及其制造方法，该钢板具有高强度、很好的 低温韧性和抗冲击载荷能力，能够保证LPG船用储罐的安全性和材料服役的稳定性。
[0005] 本申请提供一种LPG船用储罐用钢板，所述储罐用钢板的屈服强度彡560MPa，抗 拉强度690~830MPa，延伸率彡16 %，屈强比彡0.92,钢板横向-80°C冲击功值大于等于 150J，所述储罐用钢板质量百分比包括：
[0006] C:0? 05 ~0? 095%、Si彡 0? 30%、Mn:0? 70 ~1. 35%、P彡 0? 015%、S彡 0? 008%、 A1 :0? 020 ~0? 060%、Cu:0? 15 ~0? 30%、Ni: 0? 15 ~0? 80%、Cr:0? 05 ~0? 35%、Mo: 0. 15~0. 35%、Ti:0. 008~0. 020%，以及元素Nb、V、B三种中的一种或多种，Nb:0. 0150~ 0. 065%或V:0. 030~0. 060%或B:0. 0005~0. 0020%，其余为Fe及不可避免的夹杂。 [0007] 优选地，所述储罐用钢板的组分满足：
[0008]G=Cr+Cu+3. 3Mo+8.IV< 2.70；
[0009]PSR=Cr+Cu+2Mo+7Nb+5Ti< 2. 3；
[0010] CEV=C+Si/24+Mn/6+Cr/5+Mo/4+V/14+Ni/40 ^ 0. 45 ；
[0011] Pcm = C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Mo/15+V/10+5B ^ 0. 22；
[0012] 其中，G、PSK是关于钢板焊接后的消除应力热处理再热裂纹敏感性指数，CEV为碳 当量，Pcm为焊接裂纹敏感性系数。
[0013] 优选地，所述储罐用钢板厚度10~100mm，在焊接钢板时，钢板焊接热影响区的横 向-80°C冲击功值大于等于100J。
[0014] 优选地，在-30~300°C时，所述储罐用钢板的金相组织为索氏体和贝氏体。
[0015] 本申请还提供一种LPG船用储罐用钢板的制造方法，用于制造、所述的储罐用钢 板，所述方法包括：
[0016] 冶炼并连铸成铸坯；
[0017] 对铸坯加热，控制加热温度在1170~1250°C，加热速率为8~14min/cm;
[0018] 进行热轧，控制开轧温度1050~1190°C，控制最后三道次累计压下率不低于 30 %，控制终轧温度850~940°C;
[0019] 在线淬火并冷却，在线淬火温度为870~940°C，在线淬火的冷速控制在2°C/s~ 30°C/s；
[0020] 回火热处理，获得所述储罐用钢板，控制回火温度在610~670°C，保温时间：2~ 4min/mm〇
[0021] 本申请还提供一种LPG船用储罐用钢板的制造方法，用于制造所述的储罐用钢 板，所述方法包括：
[0022] 冶炼并连铸成铸坯；
[0023] 对铸坯加热，控制加热温度在1170~1250°C，加热速率为8~14min/cm;
[0024] 进行热轧，控制开轧温度1050~1190°C，控制最后三道次累计压下率不低于 30 %，控制终轧温度850~940°C;
[0025] 离线淬火并冷却，控制离线淬火温度为890~940°C，离线淬火保温时间控制在 L5 ~3.5min/mm；
[0026] 回火热处理，获得所述储罐用钢板，控制回火温度在600~680°C，保温时间：2~ 4min/mm〇
[0027] 本申请有益效果如下：
[0028] 上述储罐用钢板的屈服强度彡560MPa，抗拉强度690~830MPa，延伸率彡16%，屈 强比< 0. 92,钢板横向-80°C冲击功值大于等于150J，该钢板具备低焊接裂纹敏感性，焊接 性能优异，且具有高强度、很好的低温韧性和抗冲击载荷能力，能够保证LPG船用储罐的安 全性和材料服役的稳定性，能够满足LPG船用储罐的安全性和材料服役的稳定性。
[0029] 以下详述本发明中C、Si、Mn、P、S、Ni、Mo、Cu、Cr、V、Nb、Ti、B限定量的理由。
[0030] 本发明的C含量选择在0. 05~0. 095%，C是钢中不可缺少的提高钢材强度的元 素之一。随着碳含量的增加，钢中Fe3C增加，淬硬性也增加，钢的抗拉强度和屈服强度提高 而延伸率、冲击韧性下降。在焊接C含量较高的钢材时，在焊接热影响区还会出现淬硬现 象，这将加剧焊接时产生冷裂纹的倾向。此外，C还是影响Pcm的主要因素，要控制钢Pcm值 不大于0. 28,使其具有低的焊接裂纹敏感性，钢中C含量控制在0. 05~0. 095%。
[0031] 本发明的Si含量选择在< 0. 30%，Si主要以固溶强化形式提高钢的强度，但含量 不可过高，以免降低钢的焊接断裂韧性。
[0032] 本发明的Mn含量选择在0. 70~1. 35%，当C含量在较低范围时，钢中的固溶强化 就显得尤为重要，Mn是提高钢的屈服强度和抗拉强度的元素，它并不恶化钢的变形能力，含 1. 00 %的Mn约可为抗拉强度贡献lOOMPa。一般说来，Mn含量在2. 00%以下对提高焊缝金 属的韧性是有利的，但Mn含量偏高时，钢的铸坯组织中常会出现Mn偏析现象，且在组织中 形成脆性孪晶马氏体，影响钢板的韧性和塑性。因此，将钢中Mn含量控制在0. 70~1. 35%。
[0033] 本发明的P彡0.015%、S彡0.008%，这是由于钢中P、S夹杂的含量必须控制在 较低的范围，只有钢质纯净，才能保证本发明钢的性能。
[0034]Ni具有一定的强化作用，加入1. 00%的Ni可提高钢材强度约20MPa。Ni还能显 著地改善钢材的韧性，特别是低温韧性。钢中加入Ni，无论是基材，还是焊接热影响区的低 温韧性都明显提高。但Ni含量过高时，造成钢板氧化铁皮难以脱落，本发明钢将Ni控制在 0. 15 ~0. 80%。
[0035]Mo元素提高钢材强度特别是高温强度的能力较之Mn、Cr更高，同时它也是增强钢 材抗氢蚀能力的主要元素之一。加入〇. 50%的Mo能使钢的高温蠕变强度提高75,少量的 Mo(0. 20 %左右）还能提高焊缝金属的韧性，但是加入Mo也会提高钢的淬硬性，从而提高钢 材焊接冷裂纹敏感性；另一方面，足够的Mo含量可保证钢板回火工艺后的稳定性，保证回 火后钢板仍具有足够的强度和韧性，所以Mo的含量控制在0. 15~0. 35%。
[0036]V是强烈的碳氮化物形成元素。它通过形成碳氮化物阻止奥氏体晶粒长大而细化 晶粒，但V含量超过0. 06%时，对钢的冲击韧性及断裂韧性起有害作用，所以V的含量控制 在 0? 030 ~0? 060%。
[0037] Cu在钢中主要起沉淀强化作用，此外还有利于获得良好的低温韧性，增加钢的抗 疲劳裂纹扩展能力。含量过高时，钢板焊接热影响区韧性降低，且在钢板轧制过程中产生网 裂，本发明控制在0. 15~0.30%。
[0038] Cr是缩小奥氏体区的元素，是中等强度碳化物形成元素，在钢中可以形成碳化物 也可固溶于铁素体，同时