一种在线淬火生产高韧性5Ni钢中厚板的方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种低溫钢及其制造方法，具体的说是一种在线泽火生产高初性5Ni 钢中厚板的方法。
【背景技术】
[0002] 乙締是一种重要的化工原料，广泛应用于工业和生活领域。随着我国经济的高速 发展，中国市场已经成为世界上最大的乙締需求区。预计"十Ξ五"间中国乙締年需求增长 率有望保持10%W上，而我国乙締的产能增速预计在5-6%之间，供需有巨大缺口，需要从 国外大量进口。为了方便乙締储运，将其液化后通过专口的LEG船和LEG储罐进行运输和 储存。乙締的液化溫度为-104。运就要求LEG储罐用的钢材具有良好的低溫初性。Ni系 低溫钢是国际上通用的低溫用钢，广泛地用于-40~-196Γ的低溫设备及容器中，其中5Ni 钢的服役溫度在-100~-130°C范围内，用于LEG储罐的结构材料。随着LEG使用量增加， 对5Ni钢的需求量也不断增加。
[0003] 根据申请人检索，中国专利CN102330031A和CN104388838A分别公开的"一 种高初性-130°C低溫钢及其制造方法"和"超低溫压力容器用5Ni钢板及其生产方法"，低 溫冲击试验溫度分别为-130°C和-125Γ，采用两次泽火+回火热处理工艺。中国专利CN 103509999A公开了 "一种低溫储罐用高儀钢的制造方法"采用离线泽火+回火热处理工 艺，得到在-120°C初性优异的5Ni钢。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是：
[0005] (1)如何通过控制社制工艺来细化原奥氏体晶粒尺寸，如何控社后在线泽火来减少 离线泽火的过程，达到在确保高强度和优良低溫初性的前提下，通过缩短生产工艺流程来 降低成本的目的；
[0006] 似如何使高初性5Ni钢的组织为回火马氏体加少量（3%左右）逆转奥氏体的混合 组织，马氏体基体上弥散分布着细小渗碳体，得到理想的强初性匹配。
[0007] 本发明解决W上技术问题的技术方案是：
[0008] 一种在线泽火生产高初性5Ni钢中厚板的方法，包括W下步骤：
[0009] (-)炼钢：按重量百分比计其成分为：C:0. 03-0. 08%，Si:0. 1-0. 2%，Μη: 0. 6-1. 0%，S《0. 002%，Ρ《0. 006%，Ni:4. 7-5. 3%，Alt:0. 02-0. 05%，余量为化和杂 质，采用真空度< 60化的真空炉炼钢并合金化；
[0010] 仁)开巧：将铸锭送入加热炉中，加热溫度为1150-1200°C，待溫度均匀后出炉开巧 成一定厚度锻巧，开巧后巧料厚度> 5倍成品厚度；
[0011] (Ξ)热社：采用奥氏体再结晶区和非再结晶区两阶段控制社制，锻巧加热溫度 为1150-1200°C，粗社溫度为1050-1120°C，粗社道次压下量12-30% ;精社开社溫度 830-880°C，道次压下量> 15%，累计压下率>50% (运两个压下率指标跟巧料宽度、社机 社制力和扭矩等有关，如果板巧较宽，则道次压下量可能越小，但必须保证最小压下量；如 果社机能力强，可W减少道次，增加单道次压下量，因此运个指标变化区间比较大，只能提 最低要求。）；
[0012](顿控冷：社制完后待溫10-20S W使社件溫度均匀化，然后再采用超快冷W 20-50°C/s的冷速将钢板泽火至200°C W下，入水溫度高于A3溫度； 阳01引風热处理：将在线泽火钢板直接加热到590-620°C回火，保溫时间40-100min回 火，出炉后水冷或空冷至室溫，得到回火马氏体加少量（1% -5% )逆转奥氏体的混合组织， 马氏体基体上弥散分布着细小渗碳体。
[0014] 本发明通过将Ni的含量控制为4. 7-5. 3%，配合本发明的控社、控冷及热处理， 可W细化组织，并得到得到回火马氏体加少量（1% -5% )逆转奥氏体的混合组织，马氏 体基体上弥散分布着细小渗碳体，显著提高了提高钢的低溫初性和强度，钢板的屈服强度 ReH> 520MPa，抗拉强度Rm>eOOMPa，延伸率A> 23%，-130°C低溫冲击功KV2> 150J，使 本发明适用于制造大型LEG储罐。另外，本发明通过将Ni的含量控制为4. 7-5. 3%，配合其 它化学成分及本发明的控社、控冷及热处理，可通过能扩大丫相区，稳定奥氏体，降低相变 溫度并细化基体组织；Ni元素能使基体的螺型位错不易分解，利于位错交叉滑移的发生， 提高了钢的塑变性能，获提了意想不到的技术效果。最后，本发明采用控社后在线泽火来减 少离线泽火的过程，在确保高强度和优良低溫初性的前提下，通过缩短生产工艺流程来降 低成本，但产品的性能却超过了现有技术。
[0015] 本发明其它化学成分含量限定所起的作用具体为：
[0016] C是强化元素，可W通过固溶强化和析出强化提高钢的强度，同时C还是奥氏体形 成及稳定元素，但是过量的添加会对不利于焊接热影响区的低溫初性，所WC的含量不能 过高，C的范围控制为0. 03-0. 08%。
[0017] Si在炼钢过程中是脱氧元素，对降低5Ni钢中有害元素0含量非常重要，Si同时 可W提高强度，但是Si作为间隙固溶原子会使钢的初性明显下降，因此Si含量不宜过高， 所WSi的含量范围为0. 1-0. 2%。
[0018] Μη是奥氏体稳定元素和基体强化元素，可W通过沉淀强化来提高强度，Μη含量过 高容易形成大尺寸的MnS夹杂物影响初性，所W将Μη的含量范围设为0.6-1.0%。
[0019] Α1是脱氧元素，可W降低钢中的氧含量，但是过量添加容易形成高烙点析出物 Α?2〇3和Α1Ν，而且析出物直径较大，能达到几微米，严重影响基体的低溫初性，本发明将Alt 的含量范围为0. 02-0. 05%。
[0020] P、S元素对钢材的低溫初性都是有害的，它们在钢中产生偏析，降低了晶界抗力使 脆性裂纹易起源于晶界并易沿晶界扩展，特别是P能急剧降低材料初性，加大冷脆倾向，为 了获得优异的低溫初性P、S含量应该尽可能的低。
[0021] 本发明的有益效果是：(1)采用控制社制技术，合理设计热社工艺，细化奥氏体晶 粒，有利于提高钢的低溫初性和强度；似终社后DQ-T，无需进行离线泽火，简化了热处理工 序；樹钢板的屈服强度ReH> 520MPa，抗拉强度Rm>eOOMPa，延伸率A> 23%，-130°C低溫 冲击功KV2> 150J，适用于制造大型LEG储罐。
【附图说明】 阳02引图1为4%硝酸酒精溶液腐蚀的实例1的钢板经DQ-T热处理后的显微组织。
[002引图2为4%硝酸酒精溶液腐蚀的实例2的钢板经DQ-T热处理后的显微组织。 [0024] 图3为4%硝酸酒精溶液腐蚀的实例3的钢板经DQ-T热处理后的显微组织。
【具体实施方式】 阳〇2引 实施例1
[00%] 本实施例提供的一种在线泽火生产高初性5Ni钢中厚板的制造方法，开巧到 150mm，社制成12mm厚钢板，包括具体步骤如下：
[0027] 中厚板按重量百分比计其成分为：C:0. 035%，Si:0. 14%，Μη:0. 77%，S: 0. 0009%，Ρ:0. 0035%，Ni:5. 04%，Alt:0. 043%，余量为化和杂质；利用 50Kg真空感应 炉炼钢，诱注成170mm厚铸锭，将铸锭在溫度为1190°C的加热炉中保溫2小时后热社开巧成 150mm厚锻巧，将锻巧放入加热炉加热至1170°C，保溫2小时；分两阶段控制社制，粗社在奥 氏体完全再结晶区社制，开社溫度ll〇〇°C，粗社结束溫度为1050°C，精社在奥氏体非完全 再结晶区社制，开社溫度为880°C，精社结束溫度820°C。具体压下规程为150-130-118-96 -70-51-36-27-20-15-12 (单位mm)，社完待溫12s后直接采用超快冷冷却到室溫，入水溫度 为773°C，然后放入溫度为615°C的加热炉内回火，保溫50min后水冷。 阳0測实施例2
[0029] 本实施例提供的一种在线泽火生产高初性5Ni钢中厚板的制造方法，开巧到 150mm，社制成20mm厚钢板，