低温锻钢制造方法及其产品的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及锻钢制造领域，具体的是一种在-101°C低溫性能好的锻钢制造方法及 该方法生产的锻钢。
【背景技术】
[0002] 随着大型乙締、液化天然气、海洋装备等新型清洁能源产业的发展，低溫压力容器 已成为压力容器行业重要口类，例如裂化、裂解气中締控分离，用到深冷分离工艺，其容器 需要满足-80~-120°c的使用条件，而3.5Ni低溫钢正是适用于上述使用条件的典型钢种。
[0003] 随着生产技术进步，为了提高设备使用效率和安全性，新一代低溫容器设计，向高 参数、大型化、一体化方向发展，压力容器所用大锻件的单件重量和厚度也不断增大。
[0004] 而大型厚壁锻件与小型薄壁件或钢板在制造过程中存成显著差别，例如制造大型 厚壁锻件需要采用大型钢锭，而大型钢锭凝固条件恶劣，容易出疏松、偏析、夹砂等内部冶 金缺陷；大型钢锭在锻造时，为保证锻透、压实，需进行拔长、鐵粗工序，之后冲孔、扩孔、拔 长成型为厚壁筒体，因3.5Ni低溫钢热裂纹倾向较强，因此每一火次的压下量和变形速率都 不能过大，进而影响到晶粒再结晶和晶粒细化;3.5M低溫钢相变机理特殊，其锻件尺寸厚 度增大后，截面组织均匀性和稳定性都难W保证，此外3.5Ni低溫钢大型锻件还受到泽透性 差等诸多因素影响。
[000引由于上述原因存在，采用传统工艺应用生产的3.5Ni低溫钢大型厚壁锻件，其力学 性能，特别是-l00°C低溫冲击性能，往往难W达到合格标准。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题是：提供一种低溫锻钢制造方法及该方法生产的锻 钢，本方法能够克服现有技术存在的不足，其锻钢制造的200mmW上厚壁容器也能满足-101 °0低溫应用标准。
[0007 ]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0008] 低溫锻钢制造方法，包括顺序进行的如下步骤
[0009] A、冶炼诱注得到钢锭，控制钢锭成分按重量百分比，除化和不可避免的杂质外，还 含有 C :0.04~0.10 %、Si: 0.15 ~0.35 %、Mn :0.30 ~0.90 %、Ni :3.50 ~3.80 %、P: < 0.008%、S: < 0.008%、Cr: <0.20%、佩：0.010~0.050%、A1:0.010~0.040%、N:0.005~ 0.015%;
[0010] B、锻造:钢锭加热至1150~1250°C，开始锻造，终锻溫度含800°C，锻造比> 3;
[00川 C、正火处理:保溫溫度为880~950°C，保溫时间 > 化；回火处理:保溫溫度为600~ 660°C，保溫时间 > 化；
[0012] D、调质处理:加热至830~890°C，并保溫 > 化，W泽火冷却速度冷却至^ 150°C，然 后进行回火，保溫溫度为600~660°C，保溫时间 > 化。
[0013] 进一步的，所述D步骤中，泽火冷却至含80°C。
[0014]进一步的，所述A步骤中，钢锭成分还含有Mo、V之一或者其组合，按重量百分比Mo、 Nb、V的总量 <0.12%。
[001引进一步的，按重量百分比，所述Mo为< 0.06%，V为< 0.05%。
[0016] 进一步的，所述步骤C中，正火处理之前还包括退火处理:保溫溫度为500~700°C， 保溫时间 > 化。
[0017] 进一步的，所述A步骤中，冶炼诱注得到钢锭的过程包括，采用电炉粗炼;钢水去氧 化渣进钢包炉；钢包炉中在1630~1670°C精炼、真空除气、调整钢水成分、加热、调整还原 渣;采用真空诱铸工艺铸锭得到钢锭，诱铸溫度为1610~1650°C，真空度为^67化;所述步 骤C中，正火处理时采用风冷或空冷，回火处理时采用空冷或炉冷;所述步骤D中，泽火冷却 为水冷，回火保溫后至冷或炉冷。
[0018] 采用本发明的低溫锻钢制造方法制造的锻钢，所述锻钢制成的锻件屈服强度为 330~460M化，抗拉强度为500~570M化，延伸率30 %~37 %，面缩率70 %~80 %，-100°C冲 击功180~330J。
[0019] 本发明的有益效果是:上述低溫锻钢制造方法，添加了现有钢种标准之外的元素 成份，改进锻造、热处理工艺，能克服现有技术存在的不足，该方法得到的低溫锻钢，用于制 造厚壁锻件也能具有很好的常溫性能和低溫性能，特别适用于200mmW上的厚壁容器锻件 制造。
【附图说明】
[0020] 图1是采用本发明方法制造的290mm厚壁压力容器筒体锻件在ΤχΤ/4位置处的金相 组织图；
[0021] 图2是采用本发明方法制造的290mm厚壁压力容器筒体锻件在ΤχΤ/4位置处的碳化 物扫描电镜图；
[0022] 图3是采用本发明方法制造的290mm厚壁压力容器筒体锻件在ΤχΤ/2位置处的金相 组织图；
[0023] 图4是采用本发明方法制造的290mm厚壁压力容器筒体锻件在ΤχΤ/2位置处的碳化 物扫描电镜图；
[0024] 按照相关标准，Τ为锻件的最大有效热处理厚度，检验试样的纵轴应位于锻件的任 一表面至少Τ/2或Τ/4处，试样的长度中点应位于任何另一表面至少1个Τ处。运样的试样通 常称为Τχ?72或ΤχΤ/4试样。
【具体实施方式】
[0025] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
[0026] 低溫锻钢制造方法，包括顺序进行的如下步骤
[0027] Α、冶炼诱注得到钢锭，控制钢锭成分按重量百分比，除化和不可避免的杂质外，还 含有 C :0.04~0.10 %、Si: 0.15 ~0.35 %、Μη :0.30 ~0.90 %、Ni :3.50 ~3.80 %、Ρ: < 0.008%、S: < 0.008%、Cr: <0.20%、佩：0.010~0.050%、A1:0.010~0.040%、Ν:0.005~ 0.015%;
[0028] Β、锻造:钢锭加热至1150~1250°C，开始锻造，终锻溫度含800°C，锻造比> 3;
[0029] C、正火处理:保溫溫度为880~950°C，保溫时间含化；回火处理:保溫溫度为600~ 660°C，保溫时间 > 化；
[0030] D、调质处理:加热至830~890°C，并保溫 > 化，W泽火冷却速度冷却至^ 150°C，然 后进行回火，保溫溫度为600~660°C，保溫时间 > 化。
[0031 ]本发明的低溫锻钢制造方法，先制造钢锭并控制钢锭成分，按重量百分比，含有Fe 和不可避免的杂质，还含有 C:0.04 ~0.10%、Si:0.15~0.35%、Mn:0.30~0.90%、Ni:3.50 ~3.80%、P: < 0.008%、S: < 0.008%、Cr: <0.20%、Nb:0.010~0.050%、A1:0.010~ 0.040%、N:0.005 ~0.015%。
[0032] 其冶炼诱注钢锭的过程，优选的可W是采用，电炉粗炼;钢水去氧化渣进钢包炉； 钢包炉中在1630~1670°C精炼、真空除气、调整钢水成分、加热、调整还原渣;采用真空诱铸 工艺铸锭得到钢锭，诱铸溫度为1610~1650°C，真空度为^67化的工艺，有利于提高钢锭冶 金质量。具体的是首先采用电炉粗炼低憐、低硫钢水;采用倒包方式兑入钢包炉，彻底去除 氧化渣，防止回憐;在钢包炉中精炼和真空除气，调整钢的成分、加热和调整还原渣，精炼溫 度为1630°C~1670°C;钢水诱铸成钢锭，诱铸溫度为1610°C~1650°C，诱注前真空度为< 67化。
[0033] 对于钢锭的成分，优选的，可W是钢锭成分还含有Mo、V之一或者其组合，按重量百 分比Mo、Nb、V的总量含0.12%。适当添加上述成份可W提高钢材的强度和低溫初性。进一步 优选的按重量百分比，将Mo含量控制在0.06% W下，V含量控制在0.05%