一种低碳高韧性特厚钢板及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于钢板制造领域，具体设及一种厚度为100~110mm的低碳高初性特厚 容器钢板及其制造方法。
【背景技术】
[0002] 随着我国石油化工、煤化工等行业的快速发展，压力容器的设计和制造正朝着大 厚度、高参数化方向发展，该对压力容器的安全性提出了更高的要求，对于制造压力容器用 钢板的性能和规格提出了更加苛刻的要求。其中1化0.5MO作为中高温压力容器用钢，相当 于GB713-2014中牌号15CrMoR和ASMESA387-2013中牌号SA387Grl2化2,凭借其良好的 高温力学性能、抗高温氧化性能、抗腐蚀性能、工艺性能和可焊性，被广泛用于制造石油、化 工、煤转化、核电等使用条件苛刻、腐蚀介质复杂的大型临氨设备。但是该钢种100mmW上 钢板的低温初性较差，通常只能保证高于-l〇°C的低温冲击性能，严重影响了该钢在高寒地 区临氨设备上的使用，因此如何通过合理的成分设计和制备方法，生产出满足-l〇°CW下低 温冲击性能要求的1化0. 5Mo十分必要。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种厚度为100~110mm的 低碳容器钢板，用于制造加氨反应器、气化炉、变换炉等，具有极低的碳含量，较高的-38°C 低温冲击初性、Z向性能，尤其具有较好的抗回火脆化能力W及满足模拟焊后热处理的低温 冲击初性不明显减弱的要求。
[0004] 本发明所要解决的另一技术问题是针对上述现有技术现状提供一种制造上述厚 容器钢板的制造方法。
[0005] 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为，一种低碳高初性特厚钢板， 该钢板的化学成分按质量百分比计为该钢板的化学成分按质量百分比计为C;0. 08~ 0. 12%，Si;0. 15 ~0. 40%，Mn;0. 40 ~0. 70%，P;《0. 005%，S;《0. 003%，Ni;《0. 40〇/〇， Cu;《0. 20%，Cr;0. 80 ~1. 20%，Mo;0. 45 ~0. 60%，訊；《0. 003%，Sn;《0. 010%，As; 《0. 012%，H0. 0002%，余量为化及不可避免的杂质元素。该钢板的厚度达到100~ 110mm。
[0006] 进一步讲，本发明的低碳高初性特厚钢板，其屯、部-38°C横向夏比冲击功> 120J， Z向性能> 50%。
[0007] 本发明低碳高初性特厚钢板的化学成分是该样确定的： 钢板成分中，C能够增加泽透性并显著提高钢板的强度和硬度，但是对塑性和初性有不 利影响，为了保证-38°C低温冲击性能，C含量控制在0. 08-0. 12% ;Si主要作为炼钢时的还 原剂和脱氧剂使用，有一定的固溶强化作用，但如超过0. 80%会导致钢的低温初性降低，所 WSi控制在0. 30%左右；Mn通过固溶强化提高钢的强度，对初性也有利；Ni能够提高钢的 初性和塑性，同时也增加强度，本发明的Ni控制在0. 20%W下；&能大幅提高的泽透性，提 高钢的强度和硬度，但同时降低钢的初性和塑性，提高回火稳定性;Mo存在于固溶体和碳 化物中，可提高泽透性和强度，提高回火稳定性；Sb、Sn、As是有害元素，容易在晶界偏析， 降低钢的抗回火脆化性能，应尽量减少；Nb形成Nb饥C)析出相提高再结晶温度，细化奥氏 体晶粒，能有效提高钢的强度和初性；P、S是有害元素，P增加钢的脆性，降低钢的焊接性 能，降低塑性和冷加工性能，S降低钢的延展性和初性，在热加工过程中造成裂纹，故尽量减 少P、S含量；H增加钢的氨脆倾向，应尽量降低其含量。
[0008] 本发明解决另一技术问题的技术方案是提供一种上述低碳高初性特厚钢板的制 造方法，转炉冶炼连铸、加热轴制、热处理工序，具体如下： (1)冶炼连铸：冶炼原料依次经KR铁水预处理，转炉冶炼；转炉出钢P《0. 008%，转炉 出炉温度为1610~1650°C，化渣处理；LF精炼；白渣保持时间不小于25min，总精炼时间 不小于45min，钢水S《0. 003%时化渣；RH真空脱气精炼；真空度《0. 5mbar，真空保持时 间在25minW上时破空；连铸；制造出满足化学成分要求、厚度为370mm或W上的连铸巧， 对连铸巧加罩缓冷72小时W上，加罩是为了进一步降低钢巧的H含量，缓冷结束后对连铸 巧表面带温清理，确保连铸巧表面无裂纹等影响钢板表面质量的缺陷存在，清理温度保持 在 100°CW上。
[0009] (2)加热轴制；连铸巧加热段温度为1200~1260。开轴温度为1020~1100。 前3至5道次的单道次压下量40mm~65mm，轴制的总压缩比为> 3,终轴温度800~900°C; 轴制完成后，钢板在表面温度400~500°C时下线，加罩堆缓冷，缓冷72小时W上，缓冷至室 温，钢板轴后缓冷的目的是充分降低钢板中残留的H含量，减小H的危害。
[0010] (3)热处理工序；对钢板进行泽火和回火热处理，泽火加热温度为910~940°C， 泽火保温时间为1. 8~2. 5min/mm，出炉后用水快速冷却至200°CW下；回火加热温度为 710~750°C，回火保温时间为2. 5~4.Omin/mm，出炉后在空气中冷却，获得钢板成品。
[0011] 与现有技术相比，本发明具有如下特点： 本发明是为了获得低碳高初性的特厚钢板，使之适于制作压力容器如加氨反应器、变 换炉等。钢板碳含量（0.08-0. 12%)低于现有钢板（0. 12-0. 18%)的碳含量，极大地提高了低 温初性和焊接性能，不仅能够在-38°C仍保持非常高的冲击功，同时还满足钢板室温和高温 拉伸强度的要求，经检验，钢板在经过最大模拟焊后和最小模拟焊后热处理W后低温初性 和强度没有明显下降，完全满足了临氨钢的要求。
[0012] 为了实现上述目的，本发明采用优化的化学成分，尽量减小有害元素含量，控制 P《0. 005%，S《0. 003%，As《0. 012%，訊《0. 003%，Sn《0. 010%，确保W上元素在连铸、 轴制或热处理过程中不发生严重偏析而导致晶界强度下降及降低低温初性和强度。
[0013] 在冶炼阶段，通过LF精炼和RH真空脱气，使氨含量下降至IppmW下，确保钢板具 有较高的抗氨致开裂能力，尽量降低氨脆对钢板低温初性的影响。转炉冶炼生产的连铸巧 内部质量如中屯、偏析、中屯、疏松等缺陷得到遏制，有助于钢板获得优异的屯、部性能。
[0014] 本发明钢板的热处理采用泽火+回火的工艺，泽火后获得均匀无夹杂的均匀贝氏 体组织，然后通过合理的回火处理使钢材在全厚度方向可W得到均匀的贝氏体回火组织和 细小的碳化物，从而确保钢板的屯、部低温冲击初性、室温拉伸及Z向性能优良。
[001引本发明制造的低碳高初性钢板厚度可达100~110mm，屯、部性能优异，尤其 是-38°C低温冲击值120JW上，Z向性能优良，超过了标准对钢板Z向性能35%的最高要 求，表明该钢材的致密性非常高，满足了对大厚度钢材屯、部性能的苛刻要求；钢板经过模拟 焊后热处理后，组织仍保持均匀，屯、部拉伸和屯、部冲击性能无明显波动，仍满足钢材性能要 求。此外，相应的制备方法具有成本低、生产周期短的优点，便于推广应用。
【具体实施方式】
[0016] W下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
[0017] 实施例1 本实施例的低碳高初性特厚钢板的厚度为108mm，其化学成分按质量百分比计为；C: 0. 08%，Si;0. 20%，Mn;0. 45%，