一种10-80mm大型水电工程用高强度低裂纹敏感性钢SX780CF及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种10?80mm大型水电工程用高强度低裂纹敏感性钢SX780CF及其制备方法，所述高强度低裂纹敏感性钢SX780CF包括以下质量百分比的化学成分(单位，wt％)：C：0.05?0.09、Si：0.1?0.2、Mn：1.0?1.3、P：≤0.010、S：≤0.005、Ni：0.6?0.9，Cu：0.15?0.25、Cr：0.2?0.4、Mo：0.4?0.6、V+Nb+Ti：≤0.1、Als：0.015?0.045，余量为Fe和残留元素；所述高强度低裂纹敏感性钢SX780CF的Ceq≤0.52，Pcm≤0.25。本发明通过合理的成分设计和一系列工艺措施，成功开发出来了具有成本低、生产效率高、成材率高、表面质量好的10?80mm厚的大型水电工程用高强度低裂纹敏感性SX780CF钢板，并通过了斜Y型坡口抗冷裂纹试验，具有良好的焊接性。
【专利说明】
-种10-80mm大型水电工程用高强度低裂纹敏感性钢SX780CF 及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明属于中厚板生产领域，尤其是设及一种IO-SOmm大型水电工程用高强度低 裂纹敏感性钢SX780CF及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 水电用钢使用环境特殊，对钢板的强度、初性、焊接性能、耐腐蚀性能等要求非常 严格。SX780CF属于大型水电工程用高强度低裂纹敏感性钢，主要用于水电站的压力钢管及 满壳运一使用部位，压力管道及满壳是从水库、压力前池或调压室向水轮机输送水量的水 管，一般为有压状态，其特点是集中了水电站大部分或全部的水头，故压力钢管及满壳用钢 需要具有较高的强度、初性，同时由于在施工过程中需要在野外通过焊接方式进行连接，所 W又需要具有优良的焊接性，方便在施工过程中进行焊接作业。
[0003] 申请号为2013104268522的中国专利，公开了一种600M化级水电工程用调质高强 度低焊接裂纹敏感性钢板及其制备方法，该钢板由W下质量百分比的组分制备而成：C 0.07~0.09%，Si0.20~0.40%，Mnl.50~1.60%，P《0.015%，S《0.005%，Mo0.12~ 0.25%，抓 0.027~0.050%，Ni 0.15~0.30%，V 0.035~0.060%，Ti 0.010~0.020%， Alt 0.020~0.050%，其余为Fe及不可避免的杂质，并控制碳当量CE《0.42%，焊接裂纹敏 感性指数化m《0.20%;申请号为2012101236417的中国专利，公开了一种水电工程用易焊 接调质高强初性钢板及其生产方法，本发明公开了一种水电工程用易焊接调质高强初性钢 板，同时，还设及一种该钢板的生产方法。本发明的水电工程用易焊接调质高强初性钢板， 由W下重量百分含量的化学成分组成:C:0.11 %~0.14% ,Si :0.15%~0.25% ,Mn:1.05% ~1.45%，P《0.010%，S《0.005%，Ni:0.40%~0.50%，Cr:0.40%~0.50%，Mo:0.35% ~0.40% ,Nb:0.02%~0.04%，V:0.030%~0.050% ,Ti :0.015%~0.025% ,Al :0.020% ~0.040%，余量为Fe和微量不可避免的杂质，该钢板的生产方法包括:电炉冶炼^LFAD精 炼^连铸^钢巧加热^社制^热堆煤^热处理^成品。
[0004] 然而，上述专利存在W下缺陷：
[0005] (1)钢板的屈服强度分别只有550-600MPa、660-700MPa，钢板力学性能已经不能满 足目前水电用钢高强度的要求；
[0006] (2)上述钢钢板的制备时，钢巧在加热过程中忽略了因高溫下铁的氧化反应造成 氧化损失，造成表面脱碳，机械性能降低社制后形成表面缺陷，不仅降低钢材的成材率，影 响钢材的表面质量，影响作业率。
【发明内容】
[0007] 有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种IO-SOmm大型水电工程 用高强度低裂纹敏感性钢SX780CF及其生产方法，制备得到了屈服强度在786-856M化的水 电工程用高强度低裂纹敏感性SX780CF钢板，同时采用表面带溫喷涂高溫抗氧化涂料工艺， 有效防止社制过程中翅钢的发生，提高了钢板的成材率和表面质量。
[000引为达到上述目的，本发明采用W下技术方案：
[0009] 一种IO-SOmm大型水电工程用高强度低裂纹敏感性钢SX780CF，包括W下质量百分 比的化学成分（单位，Wt % ):C: 0.05-0.09、Si :0.1-0.2、Mn: 1.0-1.3、P:《0.010、S:《 0.005、Ni:0.6-0.9，Cu:0.15-0.25、Cr:0.2-0.4、Mo:0.4-0.6、V+NbWi:《0.1、Als:0.015- 0.045，余量为Fe和残留元素；所述高强度低裂纹敏感性钢SX780CF的Ceq《0.52，Pcm《 0.25。
[0010] 优选地，包括W下质量百分比的化学成分（单位，巧*%):(：:0.05-0.06、51:0.1- 0.15'Mn:1.0-1.1、P:《0.008、S:《0.004、Ni:0.6-0.7,Cu :0.15-0.20'Cr :0.2-0.3、Mo: 0.4-0.5、V+师巧i :《0.07、Als: 0.015-0.020，余量为Fe和残留元素;所述高强度低裂纹敏 感性钢 SX780CF的Ceq《0.40，Pcm《0.15。
[0011] 优选地，包括W下质量百分比的化学成分（单位，Wt % ):C:0.07、Si :0.15、Mn: 1.15、P:0.006、S:0.003、Ni:0.75，Cu:0.19、Cr:0.35、Mo:0.48、V+NbWi:0.08、Als:0.022， 余量为化和残留元素;所述高强度低裂纹敏感性钢SX780CF的Ceq为0.38，Pcm为0.17。
[0012 ]其制备方法，包括铁水脱硫、转炉冶炼、VD炼钢、LF精炼、VD真空精炼、连铸诱注、铸 巧切割、表面带溫喷涂高溫抗氧化涂料、加热、高压水除鱗、控社控冷、堆冷、探伤、调质热处 理、性能检验、切割、入库：
[0013] 所述转炉冶炼工艺：转炉终点时出钢溫度> 16 3 (TC、0.0 5 %《C《0.0 9 %、P《 0.008%，出钢过程中不吹氣、不向钢水中加入脱氧剂和合金；出钢结束采用挡渣锥挡渣，若 挡渣失败，则提前抬炉，确保转炉下渣厚度控制在30mmW下，W避免下渣回P;钢水到氣站 后，不向钢水中加入合金、侣线或辅料，同时也不吹氣气，然后钢水直接吊至VD炉真空处理， 离站溫度按照>1570°C控制；
[0014] 所述VD炼钢工艺：进VD炼钢工位进行VD炼钢，VD溫度> 1560°C ;钢水坐落至VD炉 后，根据出钢C含量不同适当加入碳粉;碳粉加入测溫完毕后，盖盖进行抽真空操作，钢水在 VD炉抽真空阶段调大氣气量W充分实现真空脱碳，保压时间^lOmin;钢水达到保压时间后 破空，待测溫、取样结束后关闭氣气吊运钢包至LF精炼炉工位，离站溫度按照>1535°C控 制；
[001引所述LF精炼工艺:到站后加入2. Om/t钢侣线，过程脱氧剂采用侣粒，侣粒用量控制 在30-60Kg/t，白渣保持时间>15min;加热结束根据钢水中Als含量采取加喂侣线微调Als 含量，侣线加入量不超过2.5m/t钢;LF精炼过程中，一加热结束后，二加热进行时加入贵重 合金，其中铭铁、钢铁、儀板、铜板、妮铁分两次加入，铁铁在所有合金加入完成后再加入；
[0016] 所述VD真空精炼工艺:真空度《66化下保压时间按>18min进行控制，破真空后软 吹3-5min，离站溫度控制在1555-1565°C ;
[0017] 所述连铸诱注工艺：中包过热度按照《3(TC进行控制，控制注速W减少拉速波动；
[0018] 所述表面带溫喷涂高溫抗氧化涂料工艺：铸巧切割后，待铸巧溫度冷却至《300 °C，将高溫抗氧化涂料喷涂到铸巧表面，涂层厚度>0.2mm;
[0019] 所述加热工艺:加热溫度及加热时间如下，950°C W下入炉，加热段溫度1220-1240 °C，均热段1200-1220°C，总加热时间按照10-13min/cm控制；
[0020] 所述控社控冷工艺：社制后采用层流冷却方式控冷，确保返红溫度630~680°C之 间；
[0021] 所述堆冷工艺:堆煤缓冷溫度不低于400°C，堆冷时间>48小时；
[0022] 所述调质热处理工艺:泽火溫度930~940°C，保溫时间2.2-2.4min/mm，回火溫度 600~630°C，保溫时间4~4.2min/mm。
[0023] 优选地，所述VD炼钢工艺中碳粉加入标准为（按loot转炉计算）：当C:0.05-0.08 时，碳粉加入量为20Kg/100t，当C: 0.08-0.09时，不用加碳粉；
[0024] 优选地，所述高溫抗氧化涂料，其组分及重量百分比为:玻璃粉40-45 %、陶瓷粉5- 8%、侣抓±3-5%、石墨粉1-3%、憐酸侣1-2%、余量为水。
[0025] 优选地，所述高溫抗氧化涂料，其组分及重量百分比为：玻璃粉43 %、陶瓷粉7 %、 侣抓±3%、石墨粉2%、憐酸侣1.5%，余量为水。
[00%]优选地，所述控社控冷工艺中，社制参数为开社溫度980~115(TC，一阶段终社溫 度950~1050°C，中间巧厚度为成品厚度的1.5倍，二阶段开社溫度《880°C，终社溫度810~ 840 °C。
[0027] 本发明的有益效果是：
[0028] 本发明通过合理的成分设计和一系列工艺措施，成功开发出来了具有成本低、生 产效率高、成材率高、表面质量好的IO-SOmm厚的大型水电工程用高强度低裂纹敏感性 SX780CF钢板，并通过了斜Y型坡口抗冷裂纹试验，具有良好的焊接性，具体来说有W下几 占. y ?、、?
[0029] (1)本发明的高强度低裂纹敏感性钢SX780CF的制备方法采用VD+LF+VD工艺来保 证钢种低碳成分、钢质的洁净度，并通过加热、社制及调质热处理等工艺有效实施，成功地 研制出了 IOmm-SOmm厚大型水电工程用高强度低裂纹敏感性SX780CF钢板，其屈服强度与标 准相比富裕量控制在80-170MPa，抗拉强度与标准相比富裕量控制在60-130MPa;伸长率与 标准相比富裕量控制在3%-6%;在-40°CV型冲击功在140-230J，制备得到的高强度低裂纹 敏感性钢SX780CF完全可W满足工程需要。
[0030] (2)本发明的高强度低裂纹敏感性钢SX780CF的制备方法采用"高溫、低速、大压下 量'的社制方式，其中开社溫度980°C~1150°C，一阶段终社溫度在950°C~1050°C，保证了 碳氮化合物的析出相溶解充分，而且可W预防原始奥氏体晶粒过分粗化，大压下量W及控 制社制速度为低速，可W实现奥氏体动态再结晶和静态再结晶，细化奥氏体组织;其次二阶 段开社溫度《880°C，终社溫度控制在810-840°C之间，可W获得针状铁素体和残余奥氏体 的复相显微组织，奥氏体均匀程度好。
[0031] (3)本发明高强度低裂纹敏感性钢SX780CF化学成分设计中添加适当的化和Ni,两 种元素的作用，可W在热社阶段形成平行于社制方向的粒度较小的薄饼状奥氏体晶粒，提 高奥氏体晶粒尺寸的均与度，因此本发明的屈服和抗拉强度明显提高。
[0032] (4)本发明高强度低裂纹敏感性钢SX780CF的制备方法中调质工艺采用泽火溫度 930-940 °C，保溫时间2.2-2.4min/mm;回火溫度600-630 °C，保溫时间4-4.2min/mm;泽火溫 度和回火溫度相配合，使得原子重新排列组合，使不稳定的不平衡组织逐步转变为稳定的 平衡组织，因此显著降低了本发明的IO-SOmm厚大型水电工程用高强度低裂纹敏感性钢的 脆性，减少内应力，大幅度提高本发明钢板的强度。
[0033] (5)本发明高强度低裂纹敏感性钢SX780CF的制备方法中采用表面带溫喷涂高溫 抗氧化涂料工艺，解决了水电钢表面氧化铁皮在高压水除鱗过程中难W去除的方法，利用 热喷涂特性能够明显提高水电钢的生产效率，保证高压水除鱗过程中钢巧表面氧化铁皮能 够去除干净，从而有效防止社制过程中翅钢的发生，避免成品钢板表面满板氧化铁皮从而 需要满板化皮W满足表面质量要求情况的发生，最后高溫抗氧化涂料选用的原料价廉易 得，直接用喷枪喷涂到铸巧表面，喷涂过程简单易操作。
【具体实施方式】
[0034] 实施例1
[0035] 一种IO-SOmm大型水电工程用高强度低裂纹敏感性钢SX780CF，包括W下质量百分 比的化学成分（单位，wt%):C:0.05、Si:0.2、Mn:1.0、P:0.010、S:0.001、Ni:0.9，Cu:0.15、 Cr:0.4、Mo:0.4、V+Nb巧i :0.1、Als:0.015，余量为化和残留元素;所述高强度低裂纹敏感性 钢SX780CF的Ceq为0.52，Pcm为0.10。
[0036] 其制备方法，包括铁水脱硫、转炉冶炼、VD炼钢、LF精炼、VD真空精炼、连铸诱注、铸 巧切割、表面带溫喷涂高溫抗氧化涂料、加热、高压水除鱗、控社控冷、堆冷、探伤、调质热处 理、性能检验、切割、入库；
[0037] 所述转炉冶炼工艺:转炉终点时出钢溫度1630°C、C为0.05%、P为0.008%，出钢过 程中不吹氣、不向钢水中加入脱氧剂和合金；出钢结束采用挡渣锥挡渣，若挡渣失败，则提 前抬炉，确保转炉下渣厚度控制在29mm，W避免下渣回P;钢水到氣站后，不向钢水中加入合 金、侣线或辅料，同时也不吹氣气，然后钢水直接吊至VD炉真空处理，离站溫度1570°C控制；
[0038] 所述VD炼钢工艺:进VD炼钢工位进行VD炼钢，VD溫度1560°C ;钢水坐落至VD炉后， 根据出钢C含量不同适当加入碳粉，具体碳粉加入标准为(按10化转炉计算）：碳粉加入量为 20Kg/100t;碳粉加入测溫完毕后，盖盖进行抽真空操作，钢水在VD炉抽真空阶段调大氣气 量W充分实现真空脱碳，保压时间IOmin;钢水达到保压时间后破空，待测溫、取样结束后关 闭氣气吊运钢包至LF精炼炉工位，离站溫度按照1535°C控制；
[0039] 所述LF精炼工艺:到站后加入2. Om/t钢侣线，过程脱氧剂采用侣粒，侣粒用量控制 在30Kg/t，白渣保持时间ISmin;加热结束根据钢水中Als含量采取加喂侣线微调Als含量， 侣线加入量为2.5m/t钢;LF精炼过程中，一加热结束后，二加热进行时加入贵重合金，其中 铭铁、钢铁、儀板、铜板、妮铁分两次加入，铁铁在所有合金加入完成后再加入；
[0040] 所述VD真空精炼工艺：真空度66化下保压时间按ISmin进行控制，破真空后软吹 3min，离站溫度控制在1560°C ;
[0041] 所述连铸诱注工艺：中包过热度按照3(TC进行控制，合理控制注速W减少拉速波 动；
[0042] 所述表面带溫喷涂高溫抗氧化涂料工艺:铸巧切割后，待铸巧溫度冷却至300°C， 用喷枪将高溫抗氧化涂料喷涂到铸巧表面，涂层厚度为0.2mm;其中高溫抗氧化涂料，其组 分及重量百分比为:玻璃粉40%、陶瓷粉8%、侣抓±3%、石墨粉3%、憐酸侣2%、余量为水。
[0043] 所述加热工艺：加热溫度及加热时间如下，950°C W下入炉，加热段溫度按照1220 °C控制，均热段按照1200°C控制，总加热时间按照13min/cm控制；
[0044] 所述控社控冷工艺:按照"高溫、低速、大压下"社制要求，社制参数为开社溫度980 XTC，一阶段终社溫度950°C，中间巧厚度为成品厚度的1.5倍，二阶段开社溫度880°C，终社 溫度810°C;社制后采用层流冷却方式控冷，通过6组冷却集管，确保返红溫度为630°C之间；
[0045] 所述堆冷工艺:堆煤缓冷溫度400°C，堆冷时间为48小时；
[0046] 所述调质热处理工艺:泽火溫度940°C，保溫时间2.4min/mm，回火溫度630°C，保溫 时间 4min/mm。
[0047] 实施例2
[004引一种IO-SOmm大型水电工程用高强度低裂纹敏感性钢SX780CF，包括W下质量百分 比的化学成分（单位，wt%):C:0.09、Si:0.1、Mn:1.3、P:0.002、S:0.005、Ni:0.6，Cu:0.25、 化:0.2、10:0.6、￥+抓巧1:0.05、413:0.045，余量为化和残留元素;所述高强度低裂纹敏感 性钢SX780CF 的 Ceq为0.30，Pcm 为0.25。
[0049 ]其制备方法，包括铁水脱硫、转炉冶炼、VD炼钢、LF精炼、VD真空精炼、连铸诱注、铸 巧切割、表面带溫喷涂高溫抗氧化涂料、加热、高压水除鱗、控社控冷、堆冷、探伤、调质热处 理、性能检验、切割、入库；
[0050] 所述转炉冶炼工艺:转炉终点时出钢溫度1640°C、C为0.09%、P为0.002%，出钢过 程中不吹氣、不向钢水中加入脱氧剂和合金；出钢结束采用挡渣锥挡渣，若挡渣失败，则提 前抬炉，确保转炉下渣厚度控制在29mm，W避免下渣回P;钢水到氣站后，不向钢水中加入合 金、侣线或辅料，同时也不吹氣气，然后钢水直接吊至VD炉真空处理，离站溫度1590°C控制； [0化1 ] 所述VD炼钢工艺:进VD炼钢工位进行VD炼钢，VD溫度1580°C ;钢水坐落至VD炉后， 不用加碳粉;碳粉加入测溫完毕后，盖盖进行抽真空操作，钢水在VD炉抽真空阶段调大氣气 量W充分实现真空脱碳，保压时间12min;钢水达到保压时间后破空，待测溫、取样结束后关 闭氣气吊运钢包至LF精炼炉工位，离站溫度按照1540°C控制；
[0052] 所述LF精炼工艺:到站后加入2. Om/t钢侣线，过程脱氧剂采用侣粒，侣粒用量控制 在60Kg/t，白渣保持时间15min;加热结束根据钢水中Als含量采取加喂侣线微调Als含量， 侣线加入量为1.5m/t钢;LF精炼过程中，一加热结束后，二加热进行时加入贵重合金，其中 铭铁、钢铁、儀板、铜板、妮铁分两次加入，铁铁在所有合金加入完成后再加入；
[0053] 所述VD真空精炼工艺：真空度64化下保压时间按20min进行控制，破真空后软吹 5min，离站溫度控制在1565°C ;
[0054] 所述连铸诱注工艺：中包过热度按照2(TC进行控制，合理控制注速W减少拉速波 动；
[0055] 所述表面带溫喷涂高溫抗氧化涂料工艺：铸巧切割后，待铸巧溫度冷却至280°C， 用喷枪将高溫抗氧化涂料喷涂到铸巧表面，涂层厚度为0.4mm;其中高溫抗氧化涂料，其组 分及重量百分比为:玻璃粉45%、陶瓷粉6%、侣抓±4%、石墨粉1 %、憐酸侣2%、余量为水。
[0056] 所述加热工艺：加热溫度及加热时间如下，950°C W下入炉，加热段溫度按照1240 °C控制，均热段按照1220°C控制，总加热时间按照lOmin/cm控制；
[0057] 所述控社控冷工艺：按照"高溫、低速、大压下"社制要求，社制参数为开社溫度 1150°C，一阶段终社溫度IOSOtrc，中间巧厚度为成品厚度的1.5倍，二阶段开社溫度870 °C，终社溫度840°C ;社制后采用层流冷却方式控冷，通过6组冷却集管，返红溫度为680°C之 间；
[0化引所述堆冷工艺:堆煤缓冷溫度450°C，堆冷时间为60小时；
[0化9] 所述调质热处理工艺:泽火溫度930°C，保溫时间2.2min/mm，回火溫度600°C，保溫 时间 4.2min/mm。
[0060] 实施例3
[0061 ] 一种IO-SOmm大型水电工程用高强度低裂纹敏感性钢SX780CF，包括W下质量百分 比的化学成分(单位，wt%):C:0.07、Si:0.18、Mn:1.2、P:0.006、S:0.002、Ni:0.8，Cu:0.17、 Cr: 0.25、Mo: 0.45、V+Nb巧i : 0.06、Als: 0.028，余量为Fe和残留元素;所述高强度低裂纹敏 感性钢SX780CF 的 Ceq为0.33，Pcm 为0.18。
[0062 ]其制备方法，包括铁水脱硫、转炉冶炼、VD炼钢、LF精炼、VD真空精炼、连铸诱注、铸 巧切割、表面带溫喷涂高溫抗氧化涂料、加热、高压水除鱗、控社控冷、堆冷、探伤、调质热处 理、性能检验、切割、入库；
[0063] 所述转炉冶炼工艺:转炉终点时出钢溫度1635°C、C为0.07%、P为0.006%，出钢过 程中不吹氣、不向钢水中加入脱氧剂和合金；出钢结束采用挡渣锥挡渣，若挡渣失败，则提 前抬炉，确保转炉下渣厚度控制在27mm，W避免下渣回P;钢水到氣站后，不向钢水中加入合 金、侣线或辅料，同时也不吹氣气，然后钢水直接吊至VD炉真空处理，离站溫度1580°C控制；
[0064] 所述VD炼钢工艺:进VD炼钢工位进行VD炼钢，VD溫度1570°C ;钢水坐落至VD炉后， 碳粉加入量为20Kg/100t;碳粉加入测溫完毕后，盖盖进行抽真空操作，钢水在VD炉抽真空 阶段调大氣气量W充分实现真空脱碳，保压时间Ilmin;钢水达到保压时间后破空，待测溫、 取样结束后关闭氣气吊运钢包至LF精炼炉工位，离站溫度按照1545°C控制；
[0065] 所述LF精炼工艺:到站后加入2. Om/t钢侣线，过程脱氧剂采用侣粒，侣粒用量控制 在40Kg/t，白渣保持时间ISmin;加热结束根据钢水中Als含量采取加喂侣线微调Als含量， 侣线加入量为2.Om/t钢;LF精炼过程中，一加热结束后，二加热进行时加入贵重合金，其中 铭铁、钢铁、儀板、铜板、妮铁分两次加入，铁铁在所有合金加入完成后再加入；
[0066] 所述VD真空精炼工艺：真空度65化下保压时间按19min进行控制，破真空后软吹 4min，离站溫度控制在1555°C ;
[0067] 所述连铸诱注工艺：中包过热度按照25°C进行控制，合理控制注速W减少拉速波 动；
[0068] 所述表面带溫喷涂高溫抗氧化涂料工艺:铸巧切割后，待铸巧溫度冷却至295°C， 用喷枪将高溫抗氧化涂料喷涂到铸巧表面，涂层厚度为0.3mm;其中高溫抗氧化涂料，其组 分及重量百分比为:玻璃粉41 %、陶瓷粉7%、侣抓±5%、石墨粉3%、憐酸侣2%、余量为水。
[0069] 所述加热工艺：加热溫度及加热时间如下，940°C W下入炉，加热段溫度按照1230 °C控制，均热段按照1210°C控制，总加热时间按照llmin/cm控制；
[0070] 所述控社控冷工艺：按照"高溫、低速、大压下"社制要求，社制参数为开社溫度 1000°C，一阶段终社溫度1020°C，中间巧厚度为成品厚度的1.5倍，二阶段开社溫度860°C， 终社溫度820°C;社制后采用层流冷却方式控冷，通过8组冷却集管，返红溫度为660°C之间；
[0071] 所述堆冷工艺:堆煤缓冷溫度430°C，堆冷时间为54小时；
[0072] 所述调质热处理工艺:泽火溫度935°C，保溫时间2.3min/mm，回火溫度620°C，保溫 时间4. Imin/mm。
[0073] 实施例4
[0074] 一种IO-SOmm大型水电工程用高强度低裂纹敏感性钢SX780CF，包括W下质量百分 比的化学成分（单位，wt%):C:0.08、Si :0.17、Mn:l. 25、P:0.005、S:0.003、Ni :0.85 ,Cu: 0.18、Cr:0.40、Mo:0.57、V+Nb巧i :0.07、Als:0.024，余量为化和残留元素;所述高强度低裂 纹敏感性钢SX780CF的Ceq为0.45，Pcm为0.20。
[0075] 其制备方法，包括铁水脱硫、转炉冶炼、VD炼钢、LF精炼、VD真空精炼、连铸诱注、铸 巧切割、表面带溫喷涂高溫抗氧化涂料、加热、高压水除鱗、控社控冷、堆冷、探伤、调质热处 理、性能检验、切割、入库；
[0076] 所述转炉冶炼工艺:转炉终点时出钢溫度1645°C、C为0.08%、P为0.005%，出钢过 程中不吹氣、不向钢水中加入脱氧剂和合金；出钢结束采用挡渣锥挡渣，若挡渣失败，则提 前抬炉，确保转炉下渣厚度控制在29mm，W避免下渣回P;钢水到氣站后，不向钢水中加入合 金、侣线或辅料，同时也不吹氣气，然后钢水直接吊至VD炉真空处理，离站溫度1590°C控制；
[0077] 所述VD炼钢工艺:进VD炼钢工位进行VD炼钢，VD溫度1580°C ;钢水坐落至VD炉后， 碳粉加入量为20Kg/100t;碳粉加入测溫完毕后，盖盖进行抽真空操作，钢水在VD炉抽真空 阶段调大氣气量W充分实现真空脱碳，保压时间12min;钢水达到保压时间后破空，待测溫、 取样结束后关闭氣气吊运钢包至LF精炼炉工位，离站溫度按照1540°C控制；
[0078] 所述LF精炼工艺:到站后加入2. Om/t钢侣线，过程脱氧剂采用侣粒，侣粒用量控制 在50Kg/t，白渣保持时间16min;加热结束根据钢水中Als含量采取加喂侣线微调Als含量， 侣线加入量为2.Om/t钢;LF精炼过程中，一加热结束后，二加热进行时加入贵重合金，其中 铭铁、钢铁、儀板、铜板、妮铁分两次加入，铁铁在所有合金加入完成后再加入；
[0079] 所述VD真空精炼工艺：真空度66化下保压时间按20min进行控制，破真空后软吹 5min，离站溫度控制在1565°C ;
[0080] 所述连铸诱注工艺：中包过热度按照2(TC进行控制，合理控制注速W减少拉速波 动；
[0081] 所述表面带溫喷涂高溫抗氧化涂料工艺:铸巧切割后，待铸巧溫度冷却至290°C， 用喷枪将高溫抗氧化涂料喷涂到铸巧表面，涂层厚度为0.4mm;其中高溫抗氧化涂料，其组 分及重量百分比为:玻璃粉42%、陶瓷粉8%、侣抓±5%、石墨粉3%、憐酸侣1 %、余量为水。
[0082] 所述加热工艺：加热溫度及加热时间如下，945°C W下入炉，加热段溫度按照1235 °C控制，均热段按照1215°C控制，总加热时间按照12min/cm控制；
[0083] 所述控社控冷工艺：按照"高溫、低速、大压下"社制要求，社制参数为开社溫度 1100°C，一阶段终社溫度990°C，中间巧厚度为成品厚度的1.5倍，二阶段开社溫度870°C，终 社溫度830°C;社制后采用层流冷却方式控冷，通过7组冷却集管，返红溫度为650°C之间；
[0084] 所述堆冷工艺:堆煤缓冷溫度440°C，堆冷时间为58小时；
[00化]所述调质热处理工艺:泽火溫度935°C，保溫时间2.2min/mm，回火溫度625°C，保溫 时间4. Imin/mm。
[00化]实施例5
[0087] 一种IO-SOmm大型水电工程用高强度低裂纹敏感性钢SX780CF，包括W下质量百分 比的化学成分（单位，wt%):C:0.06、Si:0.15、Mn:l.l、P:0.008、S:0.004、Ni:0.7，Cu:0.20、 Cr: 0.30、Mo: 0.50、V+Nb巧i : 0.07、Als: 0.020，余量为Fe和残留元素;所述高强度低裂纹敏 感性钢SX780CF 的 Ceq为0.40，Pcm 为0.15。
[0088] 其制备方法与实施例1基本相同，不同之处在于：
[0089] 所述高溫抗氧化涂料，其组分及重量百分比为：玻璃粉44%、陶瓷粉7%、侣抓± 4%、石墨粉I %、膨润±3%、憐酸侣2%，余量为水。
[0090] 实施例6
[0091] 一种IO-SOmm大型水电工程用高强度低裂纹敏感性钢SX780CF，包括W下质量百分 比的化学成分（单位，wt%):C:0.07、Si :0.15、Mn:l. 15、P:0.006、S:0.003、Ni :0.75 ,Cu: 0.19、化:0.35、]?〇:0.48、￥+抓巧1:0.08、413:0.022，余量为化和残留元素;所述高强度低裂 纹敏感性钢SX780CF的Ceq为0.38，Pcm为0.17。
[0092] 其制备方法与实施例3基本相同，不同之处在于：
[0093] 所述高溫抗氧化涂料，其组分及重量百分比为：玻璃粉43%、陶瓷粉7%、侣抓± 3%、石墨粉2%、憐酸侣1.5%，余量为水。
[0094] 实施例7
[00M] -种IO-SOmm大型水电工程用高强度低裂纹敏感性钢SX780CF，包括W下质量百分 比的化学成分（单位，wt%):C:0.08、Si:0.14、Mn:l.l、P:0.004、S:0.005、Ni:0.6，Cu:0.21、 Cr: 0.28、Mo: 0.43、V+Nb巧i : 0.09、Als: 0.026，余量为Fe和残留元素;所述高强度低裂纹敏 感性钢SX780CF 的 Ceq为0.41，Pcm 为0.12。
[0096] 其制备方法与实施例4基本相同，不同之处在于：
[0097] 所述高溫抗氧化涂料，其组分及重量百分比为：玻璃粉44%、陶瓷粉8%、侣抓± 3 %、石墨粉1 %、憐酸侣1.5 %，余量为水。
[009引实施例8
[0099] 一种IO-SOmm大型水电工程用高强度低裂纹敏感性钢SX780CF，包括W下质量百分 比的化学成分（单位，wt%) :C:0.06、Si :0.1 UMn :1.2、P:0.007、S :0.001、Ni :0.65 ,Cu: 0.24、化:0.33、]?〇:0.50、￥+抓巧1:0.06、413:0.025，余量为化和残留元素;所述高强度低裂 纹敏感性钢SX780CF的Ceq为0.39，Pcm为0.14。
[0100] 其制备方法与实施例1基本相同，不同之处在于：
[0101] 所述高溫抗氧化涂料，其组分及重量百分比为：玻璃粉45%、陶瓷粉5%、侣抓± 4%、石墨粉3%、憐酸侣1 %，余量为水。
[0102] 结果分析
[0103] 机械力学性能分析
[0104] 成份及机械力学性能按QJ/CTG 24-2015,机械性能平均值具体见下表1。
[0105] 表1:实施例1-8机械性能平均值表
[0106]
[0107] 本发明制备得到的IO-SOmm大型水电工程用高强度低裂纹敏感性钢SX780CF，通过 合理的化学成分设计及生产工艺控制，成功地研制出大型水电工程用高强度低裂纹敏感性 SX780CF钢板。其屈服强度控制在786~856MPa，抗拉强度控制在831~893MPa;伸长率控制 在18%-21% ;-40°CV型冲击功控制在142~220J。
[0108] 本发明制备得到的IO-SOmm大型水电工程用高强度低裂纹敏感性钢SX780CF通过 斜Y型坡口抗裂纹试验，预热溫度达到100°C W后，可W实现焊接过程中无裂纹，具有良好的 焊接性，适合进行野外施工。
[0109] 本发明制备得到的IO-SOmm大型水电工程用高强度低裂纹敏感性钢SX780CF，通过 采用表面带溫喷涂高溫抗氧化涂料的方式，有效的解决了 SX780CF由于含有较高的Ni造成 的表面氧化铁皮难W用高压水去除的问题，有效保证了钢板最终的表面质量。
[0110] 本发明制备得到的IO-SOmm大型水电工程用高强度低裂纹敏感性钢SX780CF外检， 正品率100% ;按JB/T 47030进行探伤，合一级率为99%，合S级率为100%，达到了预期效 果。
[0111] 本发明的实施例5制备得到的IO-SOmm大型水电工程用高强度低裂纹敏感性钢 SX780CF，在高溫抗氧化涂料中添加3%的膨润±，膨润±遇水膨胀，水分子进入了矿物的晶 层，膨润±矿物晶层间距加大，另外阳离子交换作用将膨润±颗粒联结在起，颗粒之间产生 较强的静电引力，增大膨润±颗粒联结能力，水化膜增厚，膨胀倍数高。运一特性，协同本发 明的高溫抗氧化涂料中的其他成分，使得涂料喷涂至钢巧表面后，涂料的表面膨胀系数及 表面张力维持在一个适当的范围，从而在钢材表面形成致密的保护膜，保护钢巧被氧化;同 时热处理后涂层容易剥落，大大降低钢巧加热过程中的氧化烧损，改善成品的表面质量，使 得制备的钢板各项机械性能更加优异。
[0112] 最后说明的是，W上实施例仅用W说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通 技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案 的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【主权项】
1. 一种10-80mm大型水电工程用高强度低裂纹敏感性钢SX780CF，其特征在于：包括以 下质量百分比的化学成分（单位，wt%):C:0.05-0.09、Si :0.1-0 ·2、Μη: 1.0-1 ·3、Ρ:彡 0.010、S:彡0.005、Ni:0.6-0.9，Cu:0.15-0.25、Cr :0.2-0.4、Mo:0.4-0.6、V+Nb+TK0.1、 Als : 0.015-0.045，余量为Fe和残留元素；所述高强度低裂纹敏感性钢SX780CF的Ceq彡 0 · 52，Pcm<0 · 25〇2. 根据权利要求1所述的一种IO-SOmm大型水电工程用高强度低裂纹敏感性钢 SX780CF，其特征在于：包括以下质量百分比的化学成分（单位，wt%):C:0.05-0.06、Si: 0a-0.15、Mn :1.0-l.l、P:<0.008、S:<0.004、Ni :0.6-0.7，Cu:0.15-0.20、Cr:0.2-0.3、 Mo:0.4-0.5、V+Nb+Ti :彡0.07、Als: 0.015-0.020，余量为Fe和残留元素;所述高强度低裂纹 敏感性钢 SX780CF的Ceq彡0 · 40，Pcm彡0 · 15〇3. 根据权利要求2所述的一种IO-SOmm大型水电工程用高强度低裂纹敏感性钢 SX780CF，其特征在于:包括以下质量百分比的化学成分(单位，wt%):C:0.07、Si:0.15、Mn: 1.15、P :0.006、S:0.003、Ni:0.75，Cu:0.19、Cr :0.35、Mo:0.48、V+Nb+Ti:0.08、Als:0.022， 余量为Fe和残留元素;所述高强度低裂纹敏感性钢SX780CF的Ceq为0.38，Pcm为0.17。4. 一种如权利要求1-3任一项所述的10-80mm大型水电工程用高强度低裂纹敏感性钢 SX780CF的制备方法，包括铁水脱硫、转炉冶炼、VD炼钢、LF精炼、VD真空精炼、连铸浇注、铸 坯切割、表面带温喷涂高温抗氧化涂料、加热、高压水除鳞、控乳控冷、堆冷、探伤、调质热处 理、性能检验、切割、入库，其特征在于： 所述转炉冶炼工艺:转炉终点时出钢温度彡1630°C、0.05% SCS0.0 9% K0.00 8%， 出钢过程中不吹氩、不向钢水中加入脱氧剂和合金；出钢结束采用挡渣锥挡渣，若挡渣失 败，则提前抬炉，确保转炉下渣厚度控制在30mm以下，以避免下渣回P;钢水到氩站后，不向 钢水中加入合金、铝线或辅料，同时也不吹氩气，然后钢水直接吊至VD炉真空处理，离站温 度按照彡1570 °C控制； 所述VD炼钢工艺：进VD炼钢工位进行VD炼钢，VD温度多1560°C ;钢水坐落至VD炉后，根 据出钢C含量不同适当加入碳粉;碳粉加入测温完毕后，盖盖进行抽真空操作，钢水在VD炉 抽真空阶段调大氩气量以充分实现真空脱碳，保压时间多IOmin;钢水达到保压时间后破 空，待测温、取样结束后关闭氩气吊运钢包至LF精炼炉工位，离站温度按照彡1535Γ控制； 所述LF精炼工艺：到站后加入2. Om/t钢铝线，过程脱氧剂采用铝粒，铝粒用量控制在 30-60Kg/t，白渣保持时间彡15min;加热结束根据钢水中Als含量采取加喂铝线微调Als含 量，错线加入量不超过2.5m/t钢;LF精炼过程中，一加热结束后，二加热进行时加入贵重合 金，其中铬铁、钼铁、镍板、铜板、铌铁分两次加入，钛铁在所有合金加入完成后再加入； 所述VD真空精炼工艺:真空度彡66Pa下保压时间按彡18min进行控制，破真空后软吹3-5min，离站温度控制在1555-1565°C ; 所述连铸浇注工艺：中包过热度按照<30°C进行控制，控制注速以减少拉速波动； 所述表面带温喷涂高温抗氧化涂料工艺：铸坯切割后，待铸坯温度冷却至<30(TC，将 高温抗氧化涂料喷涂到铸还表面，涂层厚度. 2mm; 所述加热工艺：加热温度及加热时间如下，950°C以下入炉，加热段温度1220-1240°C， 均热段1200-1220°C，总加热时间按照10-13min/cm控制； 所述控乳控冷工艺:乳制后采用层流冷却方式控冷，确保返红温度630~680°C之间； 所述堆冷工艺:堆垛缓冷温度不低于400°C，堆冷时间多48小时； 所述调质热处理工艺:淬火温度930~940°C，保温时间2.2-2.4min/mm，回火温度600~ 630°C，保温时间4~4.2min/mm。5. 根据权利要求4所述的一种10-80mm大型水电工程用高强度低裂纹敏感性钢SX780CF 的制备方法，其特征在于：所述VD炼钢工艺中碳粉加入标准为（按IOOt转炉计算）：当C: 0 · 05-0 · 08时，碳粉加入量为20Kg/100t，当C: 0 · 08-0 · 09时，不用加碳粉。6. 根据权利要求4所述的一种10-80mm大型水电工程用高强度低裂纹敏感性钢SX780CF 的制备方法，其特征在于:所述高温抗氧化涂料，其组分及重量百分比为:玻璃粉40-45%、 陶瓷粉5-8%、铝矾土3-5%、石墨粉1-3%、磷酸铝1-2%、余量为水。7. 根据权利要求4所述的一种10-80mm大型水电工程用高强度低裂纹敏感性钢SX780CF 的制备方法，其特征在于:所述高温抗氧化涂料，其组分及重量百分比为:玻璃粉43%、陶瓷 粉7%、铝矾土3%、石墨粉2%、磷酸铝1.5%，余量为水。8. 根据权利要求4所述的一种10-80mm大型水电工程用高强度低裂纹敏感性钢SX780CF 的制备方法，其特征在于:所述控乳控冷工艺中，乳制参数为开乳温度980~1150°C，一阶段 终乳温度950~1050°C，中间坯厚度为成品厚度的1.5倍，二阶段开乳温度<880°C，终乳温 度 810 ~840 °C。
【文档编号】C22C38/08GK105925897SQ201610526689
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年7月5日
【发明人】许少普, 张占杰, 朱书成, 李忠波, 唐郑磊, 康文举, 刘庆波, 袁永旗, 高照海, 杨阳, 杨东, 袁少威
【申请人】南阳汉冶特钢有限公司