一种lpg船用储罐用钢板及其制造方法_2

文档序号:8509279阅读:来源:国知局
Cr还是提高钢淬透性的有效元素,在Cu-Cr-Ni复合添加的情况 下,加入Cr会提高钢材焊接冷裂纹敏感性,本发明中Cr的上限控制在0. 05~0. 35%。
[0039] Ti:Ti是一种强烈的碳化物和氮化物形成元素,它能明显地提高钢的室温强度和 高温强度,由于Ti能起细化晶粒的作用,故也能提高钢的韧性。适量的Ti能提高焊缝金属 的韧性,但过量的Ti(> 0. 020% )又会在钢中形成夹杂。在低合金高强钢中从提高焊缝 金属的韧性考虑,加入〇. 008~0. 020%的Ti较为合适,利用Ti形成的第二相质点TiN、 Ti(CN)等阻止焊接热影响区粗晶区的晶粒长大,保证焊接接头具有良好的低温韧性,因此 本发明的含量选择在0.008~0.020%。
[0040] Nb:0. 0150~0. 065%,铌的加入是为了促进钢轧制显微组织的晶粒细化,可同时 提高强度和韧性,在铌存在条件下,铌可在控轧过程中通过抑制奥氏体再结晶有效的细化 显微组织,并通过析出强化来提高淬透性;铌可降低钢的过热敏感性及回火脆性;焊接过 程中,铌、硼原子的偏聚及析出可以阻碍加热时奥氏体晶粒的粗化,并保证焊接后得到比较 细小的热影响区组织,改善焊接性能,但是过量的Nb与B的作用相似,在晶界处形成偏聚, 损害钢的低温初性。
[0041] B :加入B可以弥补钢中碳含量不足引起的淬透性不足和强度问题。但是,随着钢 中B含量的增加,B在晶界出发生严重偏聚,会对钢的强度和韧性有降低的趋势,因此,本发 明控制在〇? 0005~0? 0020%。
【附图说明】
[0042] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例描述 中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些 实施例。
[0043] 图1为本申请较佳实施方式一种LPG船用储罐用钢板的金相组织图;
[0044] 图2为本申请另一较佳实施方式一种LPG船用储罐用钢板的制造方法的流程图;
[0045] 图3为本申请又一较佳实施方式一种LPG船用储罐用钢板的制造方法的流程图。
【具体实施方式】
[0046] 为了更好的理解上述技术方案,下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上 述技术方案进行详细的说明。
[0047] 图1为本申请较佳实施方式一种LPG船用储罐用钢板的金相组织图。如图1所 示,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。
[0048] 所述储罐用钢板质量百分比包括:C(碳):0? 05~0.095%、Si(硅)彡0.30%、 Mn(锰):0? 70 ~1. 35%、P(磷)彡 0? 015%、S(硫)彡 0? 008%、A1 (铝):0? 020 ~0? 060%、 Cu(铜):0? 15 ~0? 30 %、Ni(镍):0? 15 ~0? 80 %、Cr(铬):0? 05 ~0? 35 %、Mo(钼): 0? 15~0.35%、Ti(钛):0.008~0.020%,以及元素Nb(铌)、V(钒)、B(硼)三种中的 一种或多种,Nb:0? 0150 ~0? 065%,V:0? 030 ~0? 060%,B:0? 0005 ~0? 0020%,其余为 Fe(铁)及不可避免的夹杂。
[0049] 进一步地,为了提高所述储罐用钢板的性能,所述储罐用钢板的组分满足:
[0050] G=Cr+Cu+3. 3Mo+8.IV< 2.70;
[0051] PSR=Cr+Cu+2Mo+7Nb+5Ti< 2. 3 ;
[0052]CEV=C+Si/24+Mn/6+Cr/5+Mo/4+V/14+Ni/40 ^0.45 ;
[0053] Pcm=C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Mo/15+V/10+5B^ 0. 22 ;
[0054] 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。
[0055] 另外,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,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。
[0056] 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。
[0057] 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%。
[0058] 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。
[0059]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%。
[0060] 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。
[0061]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%。
[0062]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%。
[0063]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%。
[0064]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%。
[0065] 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Cr还是提高钢淬透性的有效元素,在Cu-Cr-Ni复合添加的情况 下,加入Cr会提高钢材焊接冷裂纹敏感性,本发明中Cr的上限控制在0. 05~0. 35%。
[0066]Ti:Ti是一种强烈的碳化物和氮化物形成元素,它能明显地提高钢的室温强度和 高温强度,由于Ti能起细化晶粒的作用,故也能提高钢的韧性。适量的Ti能提高焊缝金属 的韧性,但过量的Ti(> 0. 020% )又会在钢中形成夹杂。在低合金高强钢中从提高焊缝 金属的韧性考虑,加入〇. 008~0. 020%的Ti较为合适,利用Ti形成的第二相质点TiN、 Ti(CN)等阻止焊接热影响区粗晶区的晶粒长大,保证焊接接头具有良好的低温韧性,因此 本发明的含量选择在0.008~0.020%。
[0067]Nb:0. 0150~0. 065%,铌的加入是为了促进钢轧制显微组织的晶粒细化,可同时 提高强度和韧性,在铌存在条件下,铌可在控轧过程中通过抑制奥氏体再结晶有效的细化 显微组织,并通过析出强化来提高淬透性;铌可降低钢的过热敏感性及回火脆性;焊接过 程中,铌、硼原子的偏聚及析出可以阻碍加热时奥氏体晶粒的粗化,并保证焊接后得到比较 细小的热影响区组织,改善焊接
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