高温焊后热处理耐性优异的压力容器用钢板及其制造方法技术

本发明专利技术旨在提供一种高温焊后热处理耐性优异的压力容器用钢板及其制造方法，即使在高温下长时间进行焊后热处理(PWHT)，强度和韧性的劣化也最少。的劣化也最少。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高温焊后热处理耐性优异的压力容器用钢板及其制造方法


[0001]本专利技术涉及一种用于电厂、化工厂的锅炉、压力容器等的钢材。更具体地，本专利技术涉及一种高温焊后热处理耐性优异的压力容器用钢材及其制造方法。

技术介绍

[0002]近来，对用于电厂和化工厂锅炉、压力容器等350～600℃左右的中高温压力容器的材料的需求不断增加。
[0003]此外，随着设备升级、寿命延长和钢材增厚，对高温下回火(tempering)热处理耐性较高的钢材有供应需求。
[0004]另一方面，除了钢材增厚之外，焊接钢材时，还进行焊后热处理(Post Weld Heat Treatment，PWHT)，以防止焊接后结构体变形，并消除焊接过程中产生的应力，使得形状和尺寸稳定。焊后热处理工艺需长时间进行，经过该工艺的钢板具有组织粗大化导致钢板拉伸强度降低的问题。
[0005]也就是说，经过长时间的PWHT后，由于基体组织(Matrix)和晶界的软化、晶粒生长、碳化物粗大化等，将会造成强度和韧性同时下降的现象。
[0006]为了解决这些问题，已经提出了如下技术。
[0007]专利文献1提出了一种方法，对含有适量C、Si、Mn、Cr、Mo、Ni、Cu等的厚钢板实施回火热处理模式，即高温热处理(高温回火)后实施低温热处理(低温回火)，以利用低温回火所产生的析出强化效果来补偿高温回火时位错密度降低而降低的强度。但是，即使采用这种方法，也存在长时间的PWHT导致耐性大幅劣化的问题。
[0008]因此，需要开发一种钢材，即使经过长时间的PWHT后，也能尽量减少物理性能劣化，并且可以在中高温环境下适当地使用。
[0009]专利文献1：韩国专利公开公报第2012
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0073448号

技术实现思路

[0010]技术问题
[0011]本专利技术一方面旨在提供一种高温焊后热处理耐性优异的压力容器用钢板及其制造方法，即使在高温下长时间实施焊后热处理(PWHT)，强度和韧性的劣化也最少。
[0012]本专利技术要解决的技术问题不限于上述内容，可基于本说明书的整体内容来理解本专利技术要解决的技术问题，对于本专利技术所属
的普通技术人员而言，理解本专利技术的附加技术问题不会有任何困难。
[0013]技术方案
[0014]本专利技术的一个方面提供一种高温焊后热处理耐性优异的压力容器用钢材，以重量％计，所述钢材包含碳(C)：0.10～0.16％、硅(Si)：0.20～0.35％、锰(Mn)：0.4～0.6％、铬(Cr)：6.5～7.5％、钼(Mo)：0.7～0.9％、铝(Al)：0.005～0.05％、磷(P)：0.015％以下、硫(S)：0.020％以下、铌(Nb)：0.002～0.025％、钒(V)：0.25～0.35％、余量的Fe和其他不可避
免的杂质，组织包含回火马氏体和回火贝氏体的混合组织作为微细。
[0015]本专利技术的另一个方面提供一种高温焊后热处理耐性优异的压力容器用钢材的制造方法，其包括：准备具有上述合金成分体系的钢坯的步骤；将所述钢坯在1050～1250℃的温度范围下进行加热的步骤；将所述加热后的钢坯在800～1000℃的温度范围下进行热轧以制造热轧钢板的步骤；将所述热轧钢板在1000～1050℃的温度范围下保持{(1.3
×
t)+(10～30)}分钟的热处理步骤，其中，t表示钢材厚度(mm)；将所述热处理后的热轧钢板以1～30℃/s的冷却速度进行冷却的步骤；以及将所述冷却后的热轧钢板在800～825℃的温度范围下保持{(1.6
×
t)+(10～30)}分钟的回火热处理步骤。
[0016]专利技术效果
[0017]根据本专利技术，可以提供一种压力容器用钢材，在高温热处理后，特别是在长时间的高温PWHT后，强度和韧性也不会劣化。
[0018]特别是，本专利技术的压力容器用钢材具有可适合用作中高温用压力容器材料的效果。
具体实施方式
[0019]本专利技术的专利技术人深入研究了制造发电厂、成套设备工业等环境中作为结构钢的压力容器用钢材时，即使在长时间实施用于尽量减少焊接产生的残余应力的焊后热处理(PWHT)后也能大大提高对强度和韧性劣化的耐性的方案，从而完成了本专利技术。
[0020]特别是，本专利技术提供一种钢材，通过优化合金组分中特定元素的含量，即使在高温下回火热处理和长时间PWHT后对强度和韧性劣化的耐性也优异。
[0021]在下文中，将详细描述本专利技术。
[0022]根据本专利技术的一个方面的高温焊后热处理耐性优异的压力容器用钢材，其以重量％计，可包含碳(C)：0.10～0.16％、硅(Si)：0.20～0.35％、锰(Mn)：0.4～0.6％、铬(Cr)：6.5～7.5％、钼(Mo)：0.7～0.9％、铝(Al)：0.005～0.05％、磷(P)：0.015％以下、硫(S)：0.020％以下、铌(Nb)：0.002～0.025％、钒(V)：0.25～0.35％。
[0023]在下文中，将详细描述如上限制本专利技术中提供的压力容器用钢材的合金组分的理由。
[0024]另一方面，除非本专利技术中另有说明，否则各元素的含量以重量为准，组织的比例以面积为准。
[0025]碳(C)：0.10～0.16％
[0026]碳(C)是有利于提高钢的强度的元素。如果C的含量小于0.10％，则基体组织的本身强度会下降，而如果C的含量大于0.16％，则强度会过度增加，有可能导致韧性变差。
[0027]因此，所述C可包含0.10～0.16％。
[0028]硅(Si)：0.20～0.35％
[0029]硅(Si)是对脱氧和固溶强化有效的元素，也是带来冲击转变温度上升的元素。为了获得目标强度，所述Si可包含0.20％以上，但是如果Si的含量大于0.35％，则焊接性会下降，存在冲击韧性变差的问题。
[0030]因此，所述Si可包含0.20～0.35％。
[0031]锰(Mn)：0.4～0.6％
[0032]锰(Mn)与钢中的硫(S)结合而形成延伸的非金属夹杂物MnS，从而损害常温延伸率和低温韧性。因此，可以将Mn的含量限制为0.6％以下。但是，如果Mn的含量小于0.4％，则难以确保适当的强度，因此不可取。
[0033]因此，所述Mn可包含0.40～0.6％。
[0034]铬(Cr)：6.5～7.5％
[0035]在本专利技术中，铬(Cr)有利于获得可在高温下热处理(回火，PWHT)的效果和强度增加效果，为了获得这样的效果，可以加入6.5％以上。由此，本专利技术的钢材可以确保优异的对高温热处理的耐性。
[0036]但是，所述Cr是昂贵的元素，如果Cr的含量大于7.5％，则制造成本会大幅上升。
[0037]因此，所述Cr可包含6.5～7.5％。
[0038]钼(Mo)：0.7～0.9％
[0039]与所述Cr一样，钼(Mo)是对增加高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种高温焊后热处理耐性优异的压力容器用钢材，其中，以重量％计，所述钢材包含碳(C)：0.10～0.16％、硅(Si)：0.20～0.35％、锰(Mn)：0.4～0.6％、铬(Cr)：6.5～7.5％、钼(Mo)：0.7～0.9％、铝(Al)：0.005～0.05％、磷(P)：0.015％以下、硫(S)：0.020％以下、铌(Nb)：0.002～0.025％、钒(V)：0.25～0.35％、余量的Fe和其他不可避免的杂质，包含回火马氏体和回火贝氏体的混合组织作为微细组织。2.根据权利要求1所述的压力容器用钢材，其中，所述回火马氏体的面积分数为40％以上。3.根据权利要求1所述的压力容器用钢材，其中，在高温焊后热处理后，所述钢材的拉伸强度为600MPa以上，
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30℃下的夏比冲击能量值为100J以上。4.一种高温焊后热处理耐性优异的压力容器用钢材的制造方法，其包含：准备钢坯的步骤，以重量％计，所述钢坯包含碳(C)：0.10～0.16％、硅(Si)：0.20～0.35％、锰(Mn)：0.4～0.6％、铬(Cr)：6.5～7.5％、钼(Mo)：0.7～0.9％、铝...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪淳泽，
申请(专利权)人：株式会社POSCO，
类型：发明
国别省市：