大厚度SA738GrA钢板及其生产方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种压力容器用钢板，尤其是一种大厚度SA738GrA钢板及其生产方 法。
【背景技术】
[0002] 随着石油天然气行业的不断发展，石化等行业对临氢压力容器用钢的性能的要求 不断提高，对设备制造用钢板的性能要求也起来越苛刻，除通常对低温韧性的要求越来越 高以外，伴随着设备的大型化，对设备的抗恶劣环境和极端环境的要求也越来越高。为满足 石化装备制造行业对于高性能钢板的需求，需要开发出具有良好的抗氢腐蚀、抗回火脆化、 抗蠕变脆化等性能的Cr-Mo钢种，以满足加氢反应器长期在高温、高压、临氢环境下工作的 需求。大厚度中低温临氢压力容器用SA738GrA钢板的成功开发，在当前钢铁形势下，作为 新型压力容器用钢，起到不可替代的重要作用。
【发明内容】
[0003] 本发明要解决的技术问题是提供一种高质量的大厚度SA738GrA钢板；本发明还 提供了一种大厚度SA738GrA钢板的生产方法。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明由以下重量百分比的成分组成：C0. 14~0. 16%，Si 0? 25 ~0? 45%，Mn1. 35 ~1. 45%，P彡 0? 020%，S彡 0? 010%，Cr0? 15 ~0? 20%，M〇 彡 0? 06%， Ti彡 0? 02%，Ni0? 20 ~0? 30%，Cu彡 0? 05%，A1 0? 020 ~0? 050%，V彡 0? 07%，Nb彡 0? 04%， Nb+V< 0. 07%，余量为Fe和不可避免的杂质。
[0005] 本发明所述钢板厚度为112mm。
[0006] 本发明中：C含量为0. 14~0. 16%，C主要与其他元素形成碳化物，起组织强化和 析出强化的作用，使钢板强度增加；Mn的含量在1. 35~1. 45%，主要起固溶强化、降低相变 温度及提高钢板强度的作用；Ni的含量在0. 20~0. 30%，主要作用是增大奥氏体的过冷度， 从而细化组织，取得强化效果，增加钢的耐大气腐蚀能力，同时提高低温冲击韧性和降低冷 脆转变温度；Cr含量0. 15~0. 20%，Mo< 0. 06%，可以显著提高钢的淬透性，同时能够提高 回火稳定性；杂质元素P、S等含量下限不做限制，在工艺设备能力下尽可能降低，以达到钢 质纯净、力学性能良好的目的。
[0007] 本发明方法包括冶炼、浇铸、加热、乳制、轧后冷却和热处理工序，所述冶炼工序出 钢钢水成分的重量百分含量如上所述； 所述加热工序：均热炉加热最高加热温度1280°c，均热温度1240°C~1260°C; 所述轧制工序：采用两阶段轧制工艺；第一阶段开轧温度为1050°C~1100°C，此阶段 单道次压下量为15%~25%，累计压下率为35%~50% ;第二阶段轧制温度彡890°C，晾钢 厚度为1. 5倍钢板厚度，累计压下率为30%~55%，单道次压下率多10%不少于3道次； 所述轧后冷却工序：钢板轧后水冷，返红温度690°C~710°C;然后下线堆垛冷却，钢板 表面温度彡450°C，堆垛总时间彡72h; 热处理工序：淬火+回火处理；淬火处理时，淬火温度910± 10 °C、保温时间PLC+20min，淬火后利用最大水量进行水冷加速冷却；回火处理时，回火温度640~650°C、 保温时间3~4min/mm，回火后即可得到所述的大厚度SA738GrA钢板。
[0008] 采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明在ASME标准中制定的 SA738GrA钢板标准的基础上进行了改进，优化了钢板中各元素组分及配比，使得SA738GrA 钢板的厚度达到112mm，同时保证了钢板的各项力学性能均满足ASME标准中的要求。
[0009] 本发明方法所生产的钢板交货状态为淬火+回火，满足ASMESA578/SA578M探伤 标准中B级的要求；强度较高，屈服强度在310MPa以上，抗拉强度在515MPa~655MPa之 间；-46°C冲击功大于27焦耳；钢板具有纯净度较高、成分均匀、内部致密的特点，力学性能 完全满足标准要求，适合于制造离心压缩机等关键设备部件。
【具体实施方式】
[0010] 下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
[0011] 本大厚度SA738GrA钢板采用下述步骤的生产方法生产而成： (1)冶炼工序： A、 初炼：优先选择优质料在电炉进行冶炼，出钢时避免见渣； B、 精炼：将钢水装入LF炉精炼，调整各元素成分；精炼总时间多60min，白渣保持时间 彡30min，确保造渣良好；石灰用量多15kg/t钢，以保证精炼效果； C、 真空处理：将精炼后的钢水转入真空脱气炉（VD炉）进行真空处理，真空前加入 Ca-Si块165kg/炉；真空度66Pa以下保持时间彡20min，软吹5min后吊包；出钢钢水成分 的重量百分含量为：C0? 14 ~0? 16%，Si0? 25 ~0? 45%，Mn1. 35 ~1. 45%，P彡 0? 020%， S彡 0? 010%，Cr0? 15 ~0? 20%，Mo彡 0? 06%，Ti彡 0? 02%，Ni0? 20 ~0? 30%，Cu彡 0? 05%， A1 0. 020~0. 050%，V彡0. 07%，Nb彡0. 04%，Nb+V彡0. 07%，余量为Fe和不可避免的杂质。
[0012] (2)浇铸工序：将冶炼后的钢水进行浇注，得到钢锭；利用火焰清理，清理掉钢锭 表面可能存在的裂纹、皮下气泡等缺陷。
[0013] (3)加热工序：均热炉加热最高加热温度1280°C，均热温度1240°C~1260°C，加热 过程中不允许某段烧咀全关。
[0014] (4)轧制工序：采用再结晶区+未再结晶区两阶段轧制工艺进行轧制；第一阶段开 轧温度为1050°C~1100°C，此阶段单道次压下量为15%~25%，累计压下率为35%~50%， 抢温轧制尽量增大压下量；第二阶段轧制温度< 890°C，晾钢厚度为1. 5倍钢板厚度，累计 压下率为30%~55%，第II阶段单道次压下率多10%不少于3道次，即至少3道次的压下 率彡10%〇
[0015] (5)轧后冷却工序：钢板轧后水冷，返红温度690°C~710°C;将轧制后的钢板及 时下线堆垛缓冷，钢板表面温度彡450°C，堆垛总时间彡72h;将热处理后的钢板逐张按照 ASMESA578/SA578M进行超声波探伤检验，合格级别为B级。
[0016] (6)热处理工序： A、 淬火处理：对探伤合格的钢板进行淬火，淬火温度910±10°C、保温时间PLC+20min， 淬火后利用最大水量进行水冷加速冷却； B、 回火处理：对淬火处理后的钢板进行回火，回火温度640~650°C、保温时间3~ 4min/mm，回火后即可得到所述的大厚度SA738GrA钢板。
[0017] 实施例1:本大厚度SA738GrA钢板的具体生产工艺如下所述。
[0018] 本钢板厚度为112mm，由以下重量百分比的成分组成：C0. 14%，Si0.34%，Mn 1. 44%，P0. 007%，S0. 003%，Cr0. 18%，Mo0. 02%，Ti0. 002%，Ni0. 26%，Cu0. 03%，A1 0. 038%，V0. 002%，Nb0. 025%，其余为Fe和不可避免的杂质。
[0019] 本钢板生产方法的步骤如下： (1)冶炼工序：将钢水先经电炉冶炼后送入LF炉精炼并调整成分，之后转入真空脱气 炉（VD炉）进行真空处理，真空处理前Ca-Si块165kg，真空度66Pa以下保持20分钟破坏 真空，软吹5分钟后吊包。
[0020] (2)浇铸工序：将冶炼后的钢水进行浇铸，采用模铸生产，得到钢锭。
[0021] (3)加热工序：均热炉最高加热温度1280°C，均热温度1260°C。
[0022] (4)轧制工序：第一阶段，开轧温度为1KKTC，终轧温度950°C，单道次压下量为 15%~20%，累计压下率为45%，轧制至钢板厚度为180mm;第二阶段，开轧温度890°C，终轧 温度850°C，乳制至目标厚度，单道次压下率大于10%的为5道次，晾钢厚度为1. 5倍钢板厚 度，累计压下率为35%，轧制后得到半成品钢板。
[0023] (5)轧后冷却工序：半成品钢板水冷，返红温度700°C;及时下线堆垛冷却，钢板表 面温度480°C，堆垛总时间72小时。
[0024] (6)热处理工序：淬火处理过程中，淬火温度910°C、保温时间PLC+20min，淬火后 利用最大水量进行水冷加速冷却；回火处理过程中，回火温度645°C、保温时间3. 5min/mm， 回火后空冷制得成品钢板。
[0025] 本钢板的力学性能：屈服强度520MPa，抗拉强度613MPa，延伸率28%，_46°C冲击功 平均192焦。
[0026] 实施例2:本大厚度SA738GrA钢板的具体生产工艺如下所述。
[0027] 本钢板厚度为112mm，由以下重量百分比的成分组成：C0. 16%，Si0.32%，Mn 1. 43%，P0. 006%，S0. 002%，Cr0. 20%，Mo0. 04%，Ti0. 001%，Ni0. 30%，Cu0. 02%，A1 0.037%，V0.002%，Nb0.023%，其余为Fe和不可避免的杂质。
[0028] 本钢板生产方法的步骤如下：（1)冶炼工序：将钢水先经电炉冶炼后送入LF炉精 炼并调整成分，之后转入真空脱气炉（VD炉）进行真空处理，真空处理前Ca-Si块165kg，真 空度66Pa以下保持25分钟破坏真空，软吹5分钟后吊包。
[0029] (2)浇铸工序：将冶炼后的钢水进行浇铸，采用模铸生产，得到钢锭。
[0030] (3)加热工序：均热炉的最高加热温度1280°C，均热温度1250°C。
[0031] (4)轧制工序：第一阶段，开轧温度为1050°C，终轧温度940°C，单道次压下量为 20%~25%，累计压下率为50%，轧制至钢板厚度为179mm;第二阶段，开轧温度880°C，终轧 温度840°C，轧制至目标厚度，单道次压下率多10%的为6道次，晾钢厚度为1. 5倍钢板厚 度，累计压下率为40%，轧制后得到半成品钢板。
[0032] (5)轧后冷却工序：半成品钢板水冷，返红温度700°C;及时下线堆垛冷却，钢板表 面温度480°C，堆垛总时间75小时。
[0033] (6)热处理工序：淬火处理过程中，淬火温度915°C、保温时间PLC+20min，淬火后 利用最大水量进行水冷加速冷却；回火处理过程中，回火温度650°C、保温时间4min/mm，回 火后空冷制得成品钢板。
[0034] 本钢板的力学性能：屈服强度517MPa，抗拉强度608MPa，延伸率28. 5%，-46°C冲击 功平均191焦。
[0035] 实施例3:本大厚