一种620MPa级核一级设备用钢及其制造方法
【专利摘要】本发明提供一种620MPa级核一级设备用钢及其制造方法，其组分：C：0.14%-0.25%、Si：0.15%-0.40%、Mn：1.15%-1.60%、P≤0.015%、S≤0.010%、Ni：0.40%-0.70%、Mo：0.45%-0.60%、Cr：0.05%-0.30%、Alt：0.020%-0.050%、V：0.002%-0.03%、Ti：0.002%-0.03%，余为Fe。其方法1）冶炼：板厚≤80mm的采用转炉+连铸或电炉+模铸，厚度＞80mm的采用电炉+模铸，采用炉外精炼和真空脱气；2）轧制：连铸坯采用两阶段轧制，加热温度≥1150℃，再结晶区终轧温度≥1000℃，未再结晶区终轧温度850℃±20℃，累积变形率≥50%；模铸钢锭加热温度≥1150℃；3）调质处理：淬火温度890℃±10℃，保温2-3min/mm；回火温度640℃±10℃，保温2-4min/mm。采用本发明所生产钢板的各项性能指标完全能满足核一级设备用钢的要求。
【专利说明】—种620MPa级核一级设备用钢及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于黑色金属材料【技术领域】，特别涉及一种核一级设备用钢及其制造方法。
【背景技术】
[0002]随着世界各国经济的高速发展，核能作为一种清洁、安全、稳定的能源，已越来越受到各国的重视，安全利用核能、大力发展核电已成为一种趋势。而在核电技术应用方面也有了长足的进步，已从原来的“二代”技术，发展为现在的“二代加”、“三代”和“四代”技术，使安全性能有了更大的提高。
[0003]在采用不同的核电技术建造的众多核电机组中，核一级设备用钢作为蒸汽发生器、稳压器、安注箱等关键设备壳体材料，对核电机组的运行、安全与防护起着至关重要的作用，其运行的安全、性能的稳定将直接影响到整台机组能否能够安全运行。
[0004]从目前来看，核一级设备用钢主要源于两大标准，分别是法国RCC-M标准的18MND5、16MND5和美国ASME标准的SA-533。上述钢种均为低合金高强度钢，需要进行调质处理，抗拉强度大都控制在550-700MPa之间，可有效地保证钢板强度及韧性的较好匹配，同时还具有一定的抗高温蠕变能力。但作为核一级设备，在满足常规性能的基础上，还需要经受长时间模拟焊后热处理，之后进行各项力学性能，尤其是高温拉伸性能的检验。一般情况下，钢板的强度是随着调质处理、模拟焊后热处理、高温条件下等不同状态变化呈下降趋势。即与调质状态相比，钢板经过长时间模拟焊后热处理后，其强度会有一定的下降；之后再进行高温性能检验，其强度还会有较大的下降，也就很难满足要求。另外，随着设备的大型化发展及核一级设备安全性的要求，核一级设备壳体钢板的厚度基本在40-150mm，尤其是壳体及封头关键部位，其厚度更是要求在IOOmm以上，同时要求厚度1/4处及1/2处性能基本一致，在常规及模拟焊后热处理条件下的常温及高温强度均要满足指标要求，这对于目前核一级设备用钢而言是较难达到的。尤其是随着厚度的增加，还会出现强度不断恶化的问题。
[0005]如板厚为102mm的18MND5钢板经调质处理后，其不同状态、不同位置力学性能见表1。
[0006]表1 18MND5钢板调质处理后的力学性能
[0007]
【权利要求】
1.一种620MPa级核一级设备用钢，其特征在于钢的组分按重量百分比计:C:0.14%-0.25%、Si:0.15%-0.40%、Mn:1.15%-1.60%、P ≤ 0.015%、S ≤ 0.010%、Ni:0.40%-0.70%、Mo:0.45%-0.60%、Cr:0.05%-0.30%、Alt:0.020%_0.050%、V:0.002%_0.03%、T1:0.002%-0.03%，余量为Fe和不可避免的杂质，钢中H≤0.00015%,O ( 0.0030%，钢中非金属夹杂物A、B、C、D类夹杂< 1.5级。
2.—种权利要求1所述620MPa级核一级设备用钢的制造方法，包括冶炼、轧制和调质处理，其特征在于，I)冶炼:钢板厚度为< 80mm的采用转炉+连铸或电炉+模铸工艺生产，钢板厚度> 80mm的采用电炉+模铸工艺生产，都采用炉外精炼和真空脱气处理；2)轧制:连铸坯采用再结晶区和未再结晶区两阶段控制轧制，钢坯加热温度> 1150°C，再结晶区轧制终轧温度≤1000°C，未再结晶区轧制终轧温度控制在850°C ±20°C，未再结晶区累积变形率> 50%;模铸钢锭采用锭轧材方式生产，钢锭加热温度> 1150°C，采用高温、慢轧操作；3)调质处理:淬火温度为890°C ± 10°C，保温时间2-3min/mm ;回火温度640°C ± 10°C，保温时间 2_4min/mm。
【文档编号】C21D1/25GK103882333SQ201210559344
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2012年12月21日 优先权日:2012年12月21日
【发明者】王勇, 孙殿东, 王长顺, 陈本文, 苏春霞, 梁福鸿, 李广龙, 王储, 王动, 罗志华 申请人:鞍钢股份有限公司