【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种容器用钢及生产方法， 具体为适用于-60℃以下的焊缝热影区冲击功≥95j压力容器钢及生产方法。
技术介绍
1、随着我国石油化学工业的迅速发展， 气体的液化、分离和液化气体的生产、贮运及应用已相当普遍， 低温压力容器用钢的需求日益增加。对于低温压力容器钢， 其低温服役环境下的安全可靠性是最重要的。除要求满足常温强度，低温下组织稳定， 具有良好的焊接性能和加工性能以及其他必要的物理性能外，低温韧性是低温压力容器钢最重要的技术指标， 而焊缝和焊接热影响区的冲击韧性更是至关重要的。焊缝是焊接过程中形成的连接部分， 而热影响区则是焊缝周围由于受到加热引起温度和力学性能发生改变的区域。在焊接中， 焊缝和热影响区的冲击功往往比母材其他部位低50％以上， 这是由于焊接过程中焊缝和热影响区的组织发生改变， 导致冲击韧性急剧下降，所以焊缝和焊接热影响区是最薄弱点， 也是最关键点，类似于木桶效应， 其冲击韧性不达标直接导致整个钢材报废。钢材本身的力学性能、冲击功和组织结构是保证焊缝和焊接热影响区冲击韧性的基础。
2、目前比较普遍的低温压力容器钢是铝镇静c-mn钢和含ni钢两大类。铝镇静c-mn钢低温环境下的冲击韧性不足导致安全可靠性差， 特别是焊接后焊缝和热影响区的冲击韧性更差，通常低温下的冲击功低于30j， 成为短板， 使用寿命短； 含ni钢主要依靠ni元素固溶于铁素体来改善钢材的低温冲击韧性， 成本大幅增加，且含ni钢的铸坯在加热时容易形成致密的氧化铁皮难以去除， 给加热轧制工序带来困难， 其焊接后焊缝和热影响区的冲
3、现有的低温压力容器用钢并不能很好的兼顾高强度、低成本和低温韧性，做到强韧性很好的匹配。有的成本太高， 添加了昂贵的特殊合金， 成本高。有的低温韧性不足导致安全可靠性差，特别是焊接后焊缝和热影响区的冲击韧性更差， 因为钢材在焊接前的母材强度达到了较高值， 而在焊接时其焊缝和热影响区发生了元素的析出强化， 导致焊缝和热影响区的强度急剧上升， 而焊缝和热影响区的低温韧性随着强度的急剧上升而急剧下降， 最终导致低温韧性不足。所以， 克服钢材强度和冲击韧性之间的矛盾， 提高低温压力容器钢焊接后焊缝和热影响区的冲击韧性成为了技术难题。行业内正是因为无法克服这一技术难题， 导致低温压力容器钢的使用寿命短， 安全可靠性差。如经检索的：
4、中国专利申请号为cn200610027080.5的文献， 公开了《一种无ni微合金低温压力容器钢及其制造方法》， 其为无ni微合金低温压力容器钢， 其成分质量百分比为： c 0.04～0.08、si＜0.6、mn 1.0～1.6、nb 0.010～0.030、 ti 0.005～0.030、 v＜0.070％，al0.004～0.060、n＜0.008、p＜0.015、s＜0.010、其余为fe和不可避免杂质。该文献虽通过合理的合金成分设计和工艺控制，采用tmcp轧制的方法使得钢板的屈服强度达到360mpa以上，抗拉强度超过490mpa，低温冲击韧性满足－60℃的要求(即满足－60℃的冲击功不小于41j)，并具有良好的塑性和焊接性。因不添加贵金属ni、mo，且采用tmcp轧制代替调质处理，可降低生产成本并缩短制造周期。但其存在： 一是因为其克服不了碳成分在包晶范围内所产生的铸坯裂纹缺陷， 也克服不了浇铸过程中产生的包晶反应； 另一是该文献所述钢板的强度及低温韧性指标较低。
5、中国专利申请号为cn200810033529.8的《一种低温韧性1.5ni钢及其制造方法》文献，其化学成分的重量百分配比为： c 0.02～0.10wt％， si 0.22～0.30wt％、 mn 1.00～1.50wt％、 v≤0.08wt％、 ni 1.20～1.60wt％、 s≤0.005wt％、 p≤0.010wt％、 nb≤0.03wt％、ti≤0.04wt％、al≤0.04wt％，n 0.002～0.005wt％， 其余为fe和不可避免的杂质。其制造方法包含如下步骤： 冶炼和浇铸成铸坯； 铸坯加热， 控制轧制， 热处理。本专利技术钢以微合金钢经控制轧制后， 调质处理的方法生产一种屈服强度达400mpa以上、抗拉强度500mpa以上、-100℃的冲击功≥100j的高强度低温压力容器钢板， 其存在焊缝和焊接热影响区的冲击韧性低于70j， 冲击韧性较低， 安全可靠性不足， 且该文献还添加了高达1.20～1.60wt％的ni合金元素，ni合金成本高达1600-2200元/t.s，致成本非常高。
6、中国专利申请号为cn201210113792.4的文献， 其公开了一种《低成本高韧性低温压力容器钢及其制造方法》， 其包括下述重量百分比含量的化学成分组成： c 0.05～0.10％， si0.20～0.30％， mn 1.35～1.50％， p≤0.012％， s≤0.005％， ni 0.30～0.40％， cr0.05～0.10％，nb 0.02～0.03％，v 0.005～0.015％，b 0.0003～0.0010％，其余为fe及不可避免的杂质。该文献采用控轧控冷和正火(或正火加回火)工艺， 制得的钢板厚度为12～80mm， 组织为铁素体加珠光体， 屈服强度≥340mpa， 抗拉强度≥475mpa， -80℃冲击功＞200j。该文献虽生产工艺简单， 具有良好的低温韧性， 可广泛用于制造乙烯、化肥、城市煤气、二氧化碳等低温装置，但其添加了较高的ni、cr， 成本高。
7、中国专利申请号为cn201110176655.0的文献， 《一种120mm低温压力容器钢16mndr厚板及其生产方法》， 其质量百分比的化学成分(单位， wt％)： c： 0.10～0.17、si： 0.25～0.45、mn： 1.10～1.40、p≤0.015、s≤0.005、als： 0.015～0.055、nb： 0.015～0.045、ti： 0.010～0.020， 其它为fe和残留元素。碳当量[ceq＝c+mn/6+(cr+mo+v)/5+(ni+cu)/15]：≤0.40。通过kr铁水预处理、转炉冶炼、吹氩处理、lf精炼、vd精炼、模铸、加热、控轧控冷、堆冷、热处理工艺，在保证16mndr成分的基础上， 严格控制钢中p、s等影响钢板塑韧性的有害元素含量， 同时严格控制轧钢的加热制度， 轧制过程中严格控制终轧温度、返红温度及冷却速度，采用钢板堆垛缓冷等方法， 从而保证了16mndr钢种120mm厚度钢板的各项性能指标达到标准要求。该文献因不能避免连铸坯的裂纹缺陷而采用模铸工艺，模铸是把钢水浇铸到模具里面， 待凝固成形冷却脱模后得到铸坯， 因模铸每浇一次要做模具，冷却后再脱模， 占地面积大， 时间长生产效率低。
8、中国专利申请号为cn201110462084.7的文献， 其公开了《一种正火型16mndr低温压力容器钢板及其制造方法》，钢板的化学成分按重量百分本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种适用于-60℃以下的焊缝热影区冲击功≥95J压力容器钢，其组分及重量百分比含量为：C：0.13～0.18％，Si：0.2～0.5％，Mn：1.3～1.8％，P：≤0.015％，S：≤0.003％，Als：0.020～0.050％，Nb：0.015～0.035％，Ti：0.015～0.035％，N≤0.0050％，T[O]≤0.0025％，H≤0.00025％，余量为Fe及不可避免的夹杂。
2.如权利要求1所述的一种适用于-60℃以下的焊缝热影区冲击功≥95J压力容器钢，其特征在于：Nb的重量百分比含量为0.015～0.031％。
3.如权利要求1所述的一种适用于-60℃以下的焊缝热影区冲击功≥95J压力容器钢，其特征在于：Ti的重量百分比含量为0.015～0.03％。
4.生产如权利要求1所述的一种适用于-60℃以下的焊缝热影区冲击功≥95J压力容器钢的方法，其步骤：
5.如权利要求4所述的一种适用于-60℃以下的焊缝热影区冲击功≥95J压力容器钢的生产方法，其特征在于：所述专用保护渣的物理特性为：碱度为1.17-1.27，
6.如权利要求4所述的一种适用于-60℃以下的焊缝热影区冲击功≥95J压力容器钢的生产方法，其特征在于：真空循环时间在33～37分钟，真空度在≤10Pa。
7.如权利要求4所述的一种适用于-60℃以下的焊缝热影区冲击功≥95J压力容器钢的生产方法，其特征在于：控制连铸浇铸过程过热度在23～28℃，中间包温度控制在1535～1539℃。
...【技术特征摘要】
1.一种适用于-60℃以下的焊缝热影区冲击功≥95j压力容器钢，其组分及重量百分比含量为：c：0.13～0.18％，si：0.2～0.5％，mn：1.3～1.8％，p：≤0.015％，s：≤0.003％，als：0.020～0.050％，nb：0.015～0.035％，ti：0.015～0.035％，n≤0.0050％，t[o]≤0.0025％，h≤0.00025％，余量为fe及不可避免的夹杂。
2.如权利要求1所述的一种适用于-60℃以下的焊缝热影区冲击功≥95j压力容器钢，其特征在于：nb的重量百分比含量为0.015～0.031％。
3.如权利要求1所述的一种适用于-60℃以下的焊缝热影区冲击功≥95j压力容器钢，其特征在于：ti的重量百分比含量为0.015～0.03％。
...【专利技术属性】
技术研发人员：邓伟，付刚强，刘中天，张鸿世，黄君，谢辉，
申请(专利权)人：武汉钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：
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