一种压力容器用调质高强度钢板及其生产方法，属于压力容器用钢技术领域。钢板厚度规格为10～60mm。其特征是：钢的冶炼成分按质量百分数为：C：0.06～0.09％，Si：0.15～0.3％，Mn：1.3～1.55％，P≤0.012％，S≤0.005％，Nb：0.015～0.035％，V：0.03～0.05％，Ti：0.008～0.02％，Cr：0～0.2％，Ni：0.3～0.5％，Mo：0.2～0.3％，N≤70ppm；余量为Fe和不可避免的杂质。工艺包括冶炼、连铸、板坯加热、高压水除磷、轧制、矫直、探伤、调质。优点在于，实现钢板高强度与优异低温韧性的匹配，其中，屈服强度高于550MPa，抗拉强度不低于630MPa，-60℃下的夏比冲击吸收功达到250J以上，韧脆转变温度在-80℃以下，纤维断面率达到90％以上，侧膨胀值达到2.2mm以上。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】，属于压力容器用钢
。钢板厚度规格为10～60mm。其特征是：钢的冶炼成分按质量百分数为：C：0.06～0.09％，Si：0.15～0.3％，Mn：1.3～1.55％，P≤0.012％，S≤0.005％，Nb：0.015～0.035％，V：0.03～0.05％，Ti：0.008～0.02％，Cr：0～0.2％，Ni：0.3～0.5％，Mo：0.2～0.3％，N≤70ppm；余量为Fe和不可避免的杂质。工艺包括冶炼、连铸、板坯加热、高压水除磷、轧制、矫直、探伤、调质。优点在于，实现钢板高强度与优异低温韧性的匹配，其中，屈服强度高于550MPa，抗拉强度不低于630MPa，-60℃下的夏比冲击吸收功达到250J以上，韧脆转变温度在-80℃以下，纤维断面率达到90％以上，侧膨胀值达到2.2mm以上。【专利说明】
本专利技术属于压力容器用钢
，特别是涉及一种压力容器用调质高强度钢板 及其生产方法，具有优异的低温韧性。
技术介绍
随着设备向高参数、大型化发展，天然气、液化气球罐从数百立方米向数千乃至上 万立方米，必需选用高强度钢；从安全性出发，大部分储罐需要使用低温钢材，例如，丙烯和 乙烯储罐的设计温度由20世纪80年代的-20?-35°C，降到现在-30?-50°C，甚至更低 温度。服役条件等对低温用钢提出了越来越高的要求，尤其是低温韧性。因为对于低温压 力容器而言，脆性断裂带来的破坏是及其严重的。脆性断裂是钢材在低温的状态下失效的 主要原因，钢材一旦处于低于脆性转变温度时，极易发生脆性断裂。夏比冲击吸收功Akv是 反应钢材韧脆性的一个重要指标，它是钢材在低温下的冲击值，是钢材缺口或缺陷在低温 下塑性变形能力和对裂纹扩展的敏感性，即低温韧性的一种反映值。低温压力容器用钢的 使用温度低于钢材韧脆转变温度时，若容器或管道中存在因残余应力、缺陷、应力集中等因 素引起的较高局部应力，就可能在没有出现明显塑性变形的情况下发生脆性破裂而酿成灾 难性事故。由于化工行业中操作介质多为易燃、易爆且具有毒性，尤其是对于操作介质在常 温下为气态（如液氨等）的压力容器，在使用过程中更应注意。因此为确保低温压力容器 的使用安全性，需要其具备_60°C温度下的优异低温韧性。 申请号为201010146875. 4的专利技术专利提供了一种低温环境下使用的高强度钢板 的制造方法，它的屈服强度达到490MPa，抗拉强度达到60kg级，-60°C低温冲击功均值达到 100J。随着使用要求的不断提高，低温环境下使用的压力容器用钢板不仅需要更高的强度， 对低温韧性也有更高的要求。此专利技术专利中的强度偏低，低温韧性也偏差。 申请号为201310292500. 2的专利技术专利提供给了一种低温容器用钢07MnNiMoDR的 生产方法，它的调质工艺中淬火温度为900?920°C，回火温度为620?640°C，且_40°C下 的冲击值偏低。此专利中-40°C低温韧性难以满足使用要求。 申请号为201210396700. 8的专利技术专利提供了一种调质型低温压力容器用钢板及 其制备方法，它生产出来的钢板在_50°C下的冲击功在120J左右，冲击值偏低，低温韧性 差。 因此，急需一种能够在_60°C具有低温韧性的压力容器用调质高强度钢板，以满足 设备向高参数、大型化、安全化发展所带来的对钢板强韧化更高的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，具有优异 的低温韧性。通过成分设计、控轧控冷、优化调质热处理工艺等手段来实现钢板高强度与优 异低温韧性的匹配。生产的钢板厚度规格为10?60_。 本专利技术钢的冶炼成分按质量百分数为：C :0. 06?0. 09%，Si :0. 15?0. 3%，Μη : L 3 ?L 55%，P 彡（λ 012%，S 彡（λ 005%，Nb :0· 015 ?（λ 035%，V :0· 03 ?（λ 05%，Ti : 0· 008 ?0· 02%，Cr :0 ?0· 2%，Ni :0· 3 ?0· 5%，Mo :0· 2 ?0· 3%，N 彡 70ppm ;余量为 Fe 和不可避免的杂质。 本专利技术涉及的钢种的成分体系采用"低碳、微合金"体系。碳是钢中不可缺少的提 高强度的元素之一，但是，随着碳含量的升高，会导致其韧塑性和焊接性能下降。有相关研 究表明，当碳含量控制在〇. 1 %以下时，钢种具有较优良的焊接性能。对于低温压力容器用 钢而言，要求具备良好的低温韧性和低的韧脆转变温度。所以，为提高其低温冲击韧性，将 碳含量控制在〇. 06?0. 09 %。 钢中的p、s是不可避免的元素，但是它们都是对低温韧性有害的元素。MnS、氧化 物夹杂物或碳化物等第二相颗粒的存在都会降低钢的韧性、塑性和延伸率，较高的硫含量 更会导致抗腐蚀能力下降。为保证钢液具有一定的纯净度，将磷含量控制在0. 012%以内， 硫元素含量控制在0. 005 %以内。 微合金元素的选择既要考虑微合金的强化效果，又要避免其对钢的组织可能产生 的不良影响。其中，Nb能提高奥氏体的再结晶温度，扩大未再结晶区温度范围，推迟了未再 结晶的进行，能有效地细化晶粒；而细化晶粒不仅能提高钢材的强度，也能从一定程度上提 高钢材的低温韧性和塑性。微合金元素 Nb的C、N化物等弥散的分布在集体上，也能有效的 细化晶粒。因此，将Nb元素的含量控制在0. 015?0. 035%。 V在钢中形成的C、N化物也能抑制晶粒长大、粗化。它们主要在奥氏体晶界的铁 素体中沉淀析出，在轧制过程中能抑制奥氏体的再结晶并阻止晶粒长大，从而细化铁素体 晶粒，提高钢的强度和低温韧性。因此，将V元素的含量控制在0. 03?0. 05%。 Ti是强碳化物形成元素，富集在晶界处，能有效的抑制晶粒长大，起到细化晶粒的 作用。Ti和S的亲和力很强，在含Ti钢中优先形成TiS，降低了生成硫化铁的几率，可以减 少钢的热脆性。为提高钢材的低温韧性和强度，将Ti元素的含量控制在0. 008?0. 02%。 Ni元素也具有一定的强化作用，假如1%的Ni可提高钢材强度约20MPa ;它还能 显著的改善钢材的韧性，尤其是低温韧性，但是当Ni含量超过0. 5%时，会对低温韧性不 利。2. 5%以下的Ni不会对钢材的焊接性能产生不利影响；当Ni含量达3. 5%以上时，焊 接接头过热区金属晶粒长大的倾向显著增加，导致其韧性急剧降低。所以，将Ni元素的含 量控制在0.3?0.5%。 本专利技术钢的生产流程涉及到冶炼、连铸、板坯加热、高压水除磷、乳制、矫直、探伤、 调质等工艺。在工艺中控制的技术参数为： ⑴冶炼成分按质量百分数为：C :0· 06?0· 09%，Si :0· 15?0· 3%，Μη :1· 3? 1. 55%，Ρ 彡 0· 012%，S 彡 0· 005%，Nb :0· 015 ?0· 035%，V :0· 03 ?0· 05%，Ti :0· 008 ? 0· 02%，Cr :0 ?0· 2%，Ni :0· 3 ?0· 5%，Mo :0· 2 ?0· 3%，N 彡 70ppm ;余量为 Fe 和不可 避免的杂质。 (2)轧本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种压力容器用调质高强度钢板，钢板厚度规格为10～60mm，其特征在于：钢的冶炼成分按质量百分数为：C：0.06～0.09％，Si：0.15～0.3％，Mn：1.3～1.55％，P≤0.012％，S≤0.005％，Nb：0.015～0.035％，V：0.03～0.05％，Ti：0.008～0.02％，Cr：0～0.2％，Ni：0.3～0.5％，Mo：0.2～0.3％，N≤70ppm；余量为Fe和不可避免的杂质；钢板性能：屈服强度高于550MPa，抗拉强度不低于630MPa，‑60℃下的夏比冲击吸收功达到250J以上，韧脆转变温度在‑80℃以下，纤维断面率达到90％以上，侧膨胀值达到2.2mm以上。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：隋鹤龙，樊艳秋，邹扬，赵楠，秦丽晔，刘建明，张学锋，冯路路，白学军，王雪松，郭伟，
申请(专利权)人：首钢总公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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