本发明属于冶金
技术领域：
，具体涉及一种正火型压力容器用高强度低合金钢板及其生产方法。
背景技术：
：随着焊接压力容器及管道部件的大型化，石油煤化工等行业对设备的抗恶劣、极端环境的要求也越来越高。为满足上述装备制造行业对于高性能钢板的需求，需要开发出更高强度和韧性的低合金钢板，以满足其在恶劣条件下工作的需求。技术实现要素：本发明目的是提供一种正火型压力容器用高强度低合金钢板；本发明还提供一种正火型压力容器用高强度低合金钢板的生产方法。为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种正火型压力容器用高强度低合金钢板，所述钢板化学成分组成及质量百分含量如下：c≤0.24%，si：0.15～0.55%，mn：1.07～1.62%，p≤0.025%，s≤0.025%，v：0.03～0.12%，nb≤0.05%，n≤0.03%，余量为fe和不可避免的杂质。本发明优选的钢板化学成分组成及质量百分含量为：c：0.15～0.18%，si：0.20～0.50%，mn：1.30～1.45%，p≤0.020%，s≤0.015%，v：0.065～0.080%，nb：0.03～0.04%，n≤0.03%，余量为fe和不可避免的杂质。本发明中：c含量0.15～0.18%；c的含量对钢的机械性能起着主要作用，在钢中和其它合金元素形成碳化物，使钢板强度增加。mn的含量在1.30～1.45%；mn溶入铁素体中引起固溶强化，主要起降低钢的临界冷却速度及提高强度、硬度和耐磨性的作用。有害元素p、s等含量在设备、工艺均满足的条件下尽可能地降低，从而使钢质纯净、力学性能优良。本发明所述钢板厚度为20～55mm。本发明所述钢板力学性能：屈服强度≥415mpa，抗拉强度550～690mpa，延伸率≥25%。本发明还提供了一种正火型压力容器用高强度低合金钢板的生产方法，所述生产方法包括冶炼、连铸、加热、轧制、轧后冷却和热处理工序；所述热处理工序采用正火热处理。本发明所述冶炼工序，出钢钢水化学成分组成及质量百分含量如下：c：0.15～0.18%，si：0.20～0.50%，mn：1.30～1.45%，p≤0.020%，s≤0.015%，v：0.065～0.080%，nb：0.03～0.04%，n≤0.03%，余量为fe和不可避免的杂质。本发明所述加热工序,冶炼后钢水经连铸处理成连铸坯，然后进入连续炉进行加热，最高加热温度1230～1240℃，均热温度1170～1195℃。本发明所述轧制工序，每道次压下率≥10%，终轧温度≥950℃，钢板完全轧制之后不浇水。本发明所述轧后冷却工序，轧后堆垛缓冷，堆垛温度≥500℃，堆垛缓冷时间≥48h。本发明所述热处理工序，正火温度885-905℃，保温时间plc+10～15min，正火后空冷。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本发明生产钢板在asme标准中制定的sa737grc钢板标准的基础上进行了改良，优化了钢板中各元素组分及配比，保证了钢板的各项力学性能均满足asme标准中的要求。2、本发明方法所生产的钢板力学性能优秀，质量稳定，满足国内nb/t47013.3探伤标准中ⅰ级的要求。3、本发明方法所生产的钢板强度较高，屈服强度≥415mpa，抗拉强度在550～690mpa，延伸率≥25%。4、本发明方法所生产的钢板具有纯净度较高、成分均匀、内部致密等特点，力学性能完全满足标准要求，适合制造压力容器等关键设备部件。具体实施方式本发明钢板采用下述工艺生产而成：（1）冶炼工序：a、初炼：炼钢加强配料，选用杂质及残余元素少的铁水及废钢；b、精炼：将初炼钢水盛入钢包中，调整各元素成分及配比；精炼总时间≥60min，白渣保持时间≥30min，确保造渣良好；石灰用量≥15kg/t钢，以保证精炼效果；c、真空处理：将精炼钢水转入真空脱气炉中进行真空处理，真空度66pa及以下保持时间≥20min，软吹时间≥10min后吊包；出钢钢水进入浇铸工序。（2）连铸工序：将真空处理后的钢水进行连铸，得到连铸坯；利用火焰温清掉钢坯表面可能存在的裂纹、皮下气泡等缺陷。（3）加热工序：采用连续炉进行加热；钢坯在连续炉最高加热温度1230～1240℃，均热温度1170～1195℃；整个加热过程中不允许某段烧咀全关。（4）轧制工序：采用抢温轧制工艺；每道次压下率均≥10%，终轧温度≥950℃，钢板完全轧制后不浇水。（5）轧后冷却工序：轧后尽快堆垛缓冷，堆垛温度≥500℃，堆垛缓冷时间≥48h。（6）热处理工序：采用正火处理；对探伤合格后的钢板进行正火，正火温度885-905℃、保温时间plc+10～15min，正火后空冷，即可得到所述的高强度低合金钢板。热处理后的钢板按照nb/t47013.3标准逐张进行超声波探伤检验。下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。实施例1本实施例正火型压力容器用高强度低合金钢板厚度为20mm，其化学成分组成及质量百分含量为：c：0.15%，si：0.20%，mn：1.30%，p：0.020%，s：0.015%，v：0.065%，nb：0.030%，n：0.030%，其余为fe和不可避免的杂质。本实施例正火型压力容器用高强度低合金钢板生产方法包括冶炼、连铸、加热、轧制、轧后冷却和热处理工序，具体步骤如下：（1）冶炼工序：a、初炼：炼钢加强配料，选用杂质及残余元素少的铁水及废钢；b、精炼：将初炼钢水盛入钢包中，调整各元素成分及配比；精炼总时间60min，白渣保持30min，确保造渣良好；石灰用量15kg/t钢，以保证精炼效果；c、真空处理：将精炼钢水转入真空脱气炉中进行真空处理，真空度66pa下保持20min破坏真空，软吹10min后吊包；出钢钢水进入浇铸工序。（2）连铸工序：将冶炼合格后的钢水进行连铸，得到钢坯。（3）加热工序：钢坯在连续炉最高加热温度1230℃，均热温度1170℃。（4）轧制工序：采用抢温轧制工艺；每道次压下率10%，终轧温度950℃，钢板完全轧制之后不浇水，得到半成品钢板。（5）轧后冷却工序：半成品钢板及时下线堆垛缓冷，堆垛温度500℃,堆垛缓冷时间48h。（6）热处理工序：正火温度885℃、保温时间plc+10min，正火后空冷制得成品钢板。热处理后的钢板按照nb/t47013.3标准进行超声波探伤检验，合格级别为ⅰ级。本发明钢板的力学性能：屈服强度415mpa，抗拉强度550mpa，延伸率29%。实施例2本实施例正火型压力容器用高强度低合金钢板厚度为22mm，其化学成分组成及质量百分含量为：c：0.155%，si：0.30%，mn：1.35%，p：0.015%，s：0.010%，v：0.066%，nb：0.031%，n：0.029%，其余为fe和不可避免的杂质。本实施例正火型压力容器用高强度低合金钢板生产方法包括冶炼、连铸、加热、轧制、轧后冷却和热处理工序，具体步骤如下：（1）冶炼工序：a、初炼：炼钢加强配料，选用杂质及残余元素少的铁水及废钢；b、精炼：将初炼钢水盛入钢包中，调整各元素成分及配比；精炼总时间62min，白渣保持33min，确保造渣良好；石灰用量17kg/t钢，以保证精炼效果；c、真空处理：将精炼钢水转入真空脱气炉中进行真空处理，真空度66pa下保持23min破坏真空，软吹14min后吊包；出钢钢水进入浇铸工序。（2）连铸工序：将冶炼合格后的钢水进行连铸，得到钢坯。（3）加热工序：钢坯在连续炉最高加热温度1232℃，均热温度1174℃。（4）轧制工序：采用抢温轧制工艺；每道次压下率12%，终轧温度956℃，钢板完全轧制之后不浇水，得到半成品钢板。（5）轧后冷却工序：半成品钢板及时下线堆垛缓冷，堆垛温度509℃,堆垛缓冷时间49h。（6）热处理工序：正火温度890℃、保温时间plc+11min，正火后空冷制得成品钢板。热处理后的钢板按照nb/t47013.3标准进行超声波探伤检验，合格级别为ⅰ级。本钢板的力学性能：屈服强度481mpa，抗拉强度616mpa，延伸率28%。实施例3本实施例正火型压力容器用高强度低合金钢板厚度为34mm，其化学成分组成及质量百分含量为：c：0.16%，si：0.38%，mn：1.39%，p：0.010%，s：0.007%，v：0.070%，nb：0.033%，n：0.027%，其余为fe和不可避免的杂质。本实施例正火型压力容器用高强度低合金钢板生产方法包括冶炼、连铸、加热、轧制、轧后冷却和热处理工序，具体步骤如下：（1）冶炼工序：a、初炼：炼钢加强配料，选用杂质及残余元素少的铁水及废钢；b、精炼：将初炼钢水盛入钢包中，调整各元素成分及配比；精炼总时间61min，白渣保持32min，确保造渣良好；石灰用量16kg/t钢，以保证精炼效果；c、真空处理：将精炼钢水转入真空脱气炉中进行真空处理，真空度66pa下保持28min破坏真空，软吹15min后吊包；出钢钢水进入浇铸工序。（2）连铸工序：将钢质纯净、成分合格的钢水进行模铸，得到钢锭。（3）加热工序：钢坯在连续炉最高加热温度1234℃，均热温度1181℃。（4）轧制工序：采用抢温轧制工艺；每道次压下率15%，终轧温度959℃，钢板完全轧制之后不浇水，得到半成品钢板。（5）轧后冷却工序：半成品钢板及时下线堆垛缓冷，堆垛温度520℃,堆垛缓冷时间51h。（6）热处理工序：正火温度895℃、保温时间plc+12min，正火后空冷制得成品钢板。热处理后的钢板按照nb/t47013.3标准进行超声波探伤检验，合格级别为ⅰ级。本钢板的力学性能：屈服强度485mpa，抗拉强度624mpa，延伸率27%。实施例4本实施例正火型压力容器用高强度低合金钢板厚度为43mm，其化学成分组成及质量百分含量为：c：0.17%，si：0.45%，mn：1.42%，p：0.008%，s：0.005%，v：0.075%，nb：0.038%，n：0.026%，其余为fe和不可避免的杂质。本实施例正火型压力容器用高强度低合金钢板生产方法包括冶炼、连铸、加热、轧制、轧后冷却和热处理工序，具体步骤如下：（1）冶炼工序：a、初炼：炼钢加强配料，选用杂质及残余元素少的铁水及废钢；b、精炼：将初炼钢水盛入钢包中，调整各元素成分及配比；精炼总时间65min，白渣保持35min，确保造渣良好；石灰用量18kg/t钢，以保证精炼效果；c、真空处理：将精炼钢水转入真空脱气炉中进行真空处理，真空度66pa下保持30min破坏真空，软吹17min后吊包；出钢钢水进入浇铸工序。（2）连铸工序：将钢质纯净、成分合格的钢水进行连铸，得到钢坯。（3）加热工序：钢坯在连续炉最高加热温度1236℃，均热温度1186℃。（4）轧制工序：采用抢温轧制工艺；每道次压下率12%，终轧温度954℃，钢板完全轧制后不浇水，得到半成品钢板。（5）轧后冷却工序：半成品钢板及时下线堆垛缓冷，堆垛温度556℃,堆垛缓冷时间48.5h。（6）热处理工序：正火温度900℃、保温时间plc+13min，正火后空冷制得成品钢板。热处理后的钢板按照nb/t47013.3标准进行超声波探伤检验，合格级别为ⅰ级。本钢板的力学性能：屈服强度540mpa，抗拉强度655mpa，延伸率26%。按本实施例的成分配比以及制备工艺进行批次生产，所得各批次钢板进行拉伸试验，拉伸性能见表1。表1钢板的拉伸性能批号热处理制度位置屈服类型抗拉强度/mpa屈服强度/mpa伸长率chb1705478普通1/4rp0.266053527chb1705479普通1/4rp0.265552026chb1705480普通1/4rp0.265554026chb1705481普通1/4rp0.265056525实施例5本实施例正火型压力容器用高强度低合金钢板厚度为50mm，其化学成分组成及质量百分含量为：c：0.175%，si：0.47%，mn：1.44%，p：0.005%，s：0.002%，v：0.077%，nb：0.039%，n：0.025%，其余为fe和不可避免的杂质。本实施例正火型压力容器用高强度低合金钢板生产方法包括冶炼、连铸、加热、轧制、轧后冷却和热处理工序，具体步骤如下：（1）冶炼工序：a、初炼：炼钢加强配料，选用杂质及残余元素少的铁水及废钢；b、精炼：将初炼钢水盛入钢包中，调整各元素成分及配比；精炼总时间60min，白渣保持31min，确保造渣良好；石灰用量16kg/t钢，以保证精炼效果；c、真空处理：将精炼钢水转入真空脱气炉中进行真空处理，真空度66pa下保持31min破坏真空，软吹10min后吊包；出钢钢水进入浇铸工序。（2）连铸工序：将钢质纯净、成分合格的钢水进行模铸，得到钢锭。（3）加热工序：钢坯在连续炉最高加热温度1238℃，均热温度1190℃。（4）轧制工序：采用抢温轧制工艺；每道次压下率均14%，终轧温度960℃，钢板完全轧制后不浇水，得到半成品钢板。（5）轧后冷却工序：半成品钢板及时下线堆垛缓冷，堆垛温度550℃,堆垛缓冷时间48h。（6）热处理工序：正火温度902℃、保温时间plc+15min，正火后空冷制得成品钢板。热处理后的钢板按照nb/t47013.3标准进行超声波探伤检验，合格级别为ⅰ级。本钢板的力学性能：屈服强度545mpa，抗拉强度675mpa，延伸率25%。实施例6本实施例正火型压力容器用高强度低合金钢板厚度为55mm，其化学成分组成及质量百分含量为：c：0.18%，si：0.50%，mn：1.45%，p：0.011%，s：0.010%，v：0.080%，nb：0.040%，n：0.022%，其余为fe和不可避免的杂质本实施例正火型压力容器用高强度低合金钢板生产方法包括冶炼、连铸、加热、轧制、轧后冷却和热处理工序，具体步骤如下：（1）冶炼工序：a、初炼：炼钢加强配料，选用杂质及残余元素少的铁水及废钢；b、精炼：将初炼钢水盛入钢包中，调整各元素成分及配比；精炼总时间63min，白渣保持33min，确保造渣良好；石灰用量17kg/t钢，以保证精炼效果；c、真空处理：将精炼钢水转入真空脱气炉中进行真空处理，真空度60pa下保持32min破坏真空，软吹15min后吊包；出钢钢水进入浇铸工序。（2）连铸工序：将钢质纯净、成分合格的钢水进行连铸，得到钢坯。（3）加热工序：钢坯在连续炉最高加热温度1240℃，均热温度1195℃。（4）轧制工序：采用抢温轧制工艺；每道次压下率13%，终轧温度962℃，钢板完全轧制后不浇水，得到半成品钢板。（5）轧后冷却工序：半成品钢板及时下线堆垛缓冷，堆垛温度515℃,堆垛缓冷时间49.5h。（6）热处理工序：正火温度905℃、保温时间plc+14min，正火后空冷制得成品钢板。热处理后的钢板按照nb/t47013.3标准进行超声波探伤检验，合格级别为ⅰ级。本钢板的力学性能：屈服强度535mpa，抗拉强度690mpa，延伸率26%。以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。当前第1页12