反应堆堆顶固定屏蔽用核电钢板及其生产工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种反应堆堆顶固定屏蔽用核电钢，其厚度为100～130mm，化学成分按照质量百分比计为：C：0.14～0.16、Si：0.15～0.20、Mn：1.40～1.50、P≤0.012、S≤0.003、Nb：0.010～0.020、Cr：0.23～0.26、V：0.024～0.028、Ni：0.22～0.25、Al：0.03～0.04，Ti≤0.005，B≤0.0005，其它为Fe和残留元素；其生产工艺经过转炉冶炼、LF精炼、VD真空脱气、水冷模铸、钢锭加热、轧制、堆冷、热处理等生产工艺，获得的钢板具有均匀细小的贝氏体+铁素体+珠光体组织，综合性能优良，经过595

【技术实现步骤摘要】
反应堆堆顶固定屏蔽用核电钢板及其生产工艺


[0001]本专利技术涉及核电钢板
，具体涉及一种反应堆堆顶固定屏蔽用核电钢板及其生产工艺。

技术介绍

[0002]核电固定屏蔽钢板用于核反应堆堆顶，属于承重受力部件，要求钢板具有较高的强度，
‑
20℃低温冲击韧性，良好的厚度方向拉伸性能。由于核反应堆处于高温工作环境，要求钢板具有200℃～400℃高温拉伸性能，且要求钢板在焊后热处理后也达到同等的指标要求技术难度高，技术指标苛刻，目前暂无相关专利技术公开报道。

技术实现思路

[0003]为满足上述技术要求，本专利技术的目的是提供一种反应堆堆顶固定屏蔽用核电钢板，该钢板具有较高的强度，
‑
20℃低温冲击韧性，具备在200℃～400℃高温下具有良好的拉伸性能。
[0004]本专利技术的另一个目的是提供一种反应堆堆顶固定屏蔽用核电钢的生产工艺。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采取的技术方案是：一种反应堆堆顶固定屏蔽用核电钢板，所述钢板厚度为100～130mm，包含的化学成分按重量百分比(％)计为：C：0.14～0.16、Si：0.15～0.20、Mn：1.40～1.50、P≤0.012、S≤0.003、Nb：0.010～0.020、Cr：0.23～0.26、V：0.024～0.028、Ni：0.22～0.25、Al：0.03～0.04，Ti≤0.003，B≤0.0005，其它为Fe和残留元素；且100*(10C
‑
Mn)≤0.1，Cr+Mo≤0.30％，Cr+Mo+Ni+Cu≤0.70％，Al/N≥10，Nb+V≤0.045％，0.9≤Cr/Ni≤1.1；
[0006]所述钢板具有均匀细小的贝氏体+少量铁素体+少量珠光体组织，其中贝氏体(回火组织)比例为70～80％，铁素体比例为10～20％，珠光体比例≤10％；
[0007]所述钢板的性能指标为，钢板淬火+回火后抗拉强度控制在590～620MPa，经过595
‑
620℃
×
17h的焊后热处理后抗拉强度控制在570～600MPa，抗拉强度下降趋势在20MPa以内，200～400℃高温拉伸抗拉强度≥500MPa，同时
‑
20℃低温冲击吸收能量≥100J。
[0008]所述钢板的生产工艺包括如下步骤：
[0009]1)LF精炼：加入铝粒及电石作为钢水脱氧剂，造渣后要求渣料变白，加热过程中底部吹氩，对钢水进行搅拌，充分吸附夹杂物，精炼结束后钢水C含量控制在0.14％～0.15％；
[0010]2)水冷模铸：浇铸前吹氩流量50～60NL/min，时间控制在15～18min，保证Al2O3夹杂物上浮并吸附在渣层中，钢锭中非金属夹杂物含量，A类≤0.5级、B类≤0.5级、C类≤0.5级、D类夹杂物≤1.0级，DS类夹杂物≤1.0级，且A+B+C+D类夹杂物总和≤2.5级，钢锭中心偏析0级，点状偏析0.5级；
[0011]3)轧制：采用钢锭一火成材轧制，晾钢厚度150℃～180℃，晾钢时采用ACC冷却一次，返红温度800℃～840℃，终轧温度780～820℃，轧后快速冷却至600℃～640℃；上述轧制过程中，一阶段轧制压下量不小于35mm，轧后采用二次冷却，一次冷却后返红30S～40S再
进行二次冷却，轧后钢板中心疏松0级、无裂纹、白点缺陷；
[0012]4)热处理：淬火温度890～930℃，淬火加热保温时间t＝1.8～2.0mm/min，淬火采用喷淋水冷却线进行冷却，开启高压段强冷+中压段冷却，冷却速度10～12℃/S，冷却后温度≤200℃；然后进行回火，回火温度620～660℃，回火加热保温时间t＝3.5～4.0mm/min。
[0013]本专利技术的有益效果：
[0014]通过合理的成分设置及合理的工艺安排，使生产出的反应堆堆顶固定屏蔽用核电钢，各项性能指标符合各种性能的特殊要求。
附图说明
[0015]下面结合附图及实施例，对本专利技术的技术特征作进一步描述。
[0016]图1是本专利技术所述核电钢板位于厚度表层位置的金相组织示意图。
[0017]图2是本专利技术所述核电钢板位于厚度1/4位置的金相组织示意图。
[0018]图3是本专利技术所述核电钢板位于厚度1/2位置的金相组织示意图。
[0019]图4是本专利技术所述核电钢板处于热处理状态下的低倍组织示意图。
[0020]图5是本专利技术所述核电钢板处于模拟焊后热处理状态下的低倍组织示意图。
具体实施方式
[0021]为了更好地理解本专利技术，下面结合实施例进一步清楚阐述本专利技术的内容，但本专利技术的保护内容不仅仅局限于下面的实施例。在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本专利技术更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本专利技术可以无需一个或多个这些细节而得以实施。
[0022]由于固定屏蔽钢板的力学性能指标要求比较特殊，既要求屈服强度、抗拉强度，同时又要求焊后力学性能，高温力学性能：室温拉伸屈服强度≥260MPa，抗拉强度：485～620MPa，
‑
20℃低温冲击≥61J，200℃/300℃/400℃高温拉伸屈服强度≥225MPa，抗拉强度≥483MPa；进行595
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620℃
×
17h的焊后热处理，钢板要保证同样的技术指标。随着钢板温度的升高，强度会呈现正比例下降趋势，钢板温度越高，强度下降趋势越明显。经过正火热处理的钢板进行焊后热处理后强度会再次下降。钢板的强度经过了595
‑
620℃
×
17h的焊后热处理，200℃/300℃/400℃高温的两次下降后仍要满足抗拉强度≥483MPa，要求钢板正火热处理后的抗拉强度达到足够高的数值，但又不能超过620MPa的上限要求，钢板同时要满足
‑
20℃低温冲击韧性，技术指标苛刻且互相冲突。
[0023]本专利技术采用独特的成分设计、冶炼、轧制、热处理工艺，使钢板经过热处理后抗拉强度控制在590～620MPa，经过595
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620℃
×
17h的焊后热处理后抗拉强度控制在570～600MPa，抗拉强度下降趋势控制20MPa以内，200～400℃高温拉伸抗拉强度≥500MPa，同时
‑
20℃低温冲击吸收能量≥100J。
[0024]为达到上述目的，本专利技术采取的技术方案中核电堆顶固定屏蔽部件钢板的生产工艺，所述钢板的化学成分按照质量百分比计为：C：0.14～0.16、Si：0.15～0.20、Mn：1.40～1.50、P≤0.012、S≤0.003、Nb：0.010～0.020、Cr：0.23～0.26、V：0.024～0.028、Ni：0.22～0.25、Al：0.03～0.04，Ti≤0.003，B≤0.0005，其它为Fe和残留元素；且100*(10C
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Mn)≤0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种反应堆堆顶固定屏蔽用核电钢板，其特征在于：所述钢板厚度为100～130mm，包含的化学成分按重量百分比(％)计为：C：0.14～0.16、Si：0.15～0.20、Mn：1.40～1.50、P≤0.012、S≤0.003、Nb：0.010～0.020、Cr：0.23～0.26、V：0.024～0.028、Ni：0.22～0.25、Al：0.03～0.04，Ti≤0.003，B≤0.0005，其它为Fe和残留元素；且100*(10C
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Mn)≤0.1，Cr+Mo≤0.30％，Cr+Mo+Ni+Cu≤0.70％，Al/N≥10，Nb+V≤0.045％，0.9≤Cr/Ni≤1.1；所述钢板具有均匀细小的贝氏体+少量铁素体+少量珠光体组织，其中贝氏体(回火组织)比例为70～80％，铁素体比例为10～20％，珠光体比例≤10％；所述钢板的性能指标为，钢板淬火+回火后抗拉强度控制在590～620MPa，经过595
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620℃
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17h的焊后热处理后抗拉强度控制在570～600MPa，抗拉强度下降趋势在20MPa以内，200～400℃高温拉伸抗拉强度≥500MPa，同时
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20℃低温冲击吸收能量≥100J。2.根据权利要求1所述的反应堆堆...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱书成，李亮，李忠波，杨虎，王柳懿，康文举，张涛，丁健，唐郑磊，杨春，白艺博，朱先兴，任义，
申请(专利权)人：南阳汉冶特钢有限公司，
类型：发明
国别省市：