一种核一级关键设备用钢板及其生产方法技术

本发明专利技术公开了一种核一级关键设备用钢板，同时还公开了该钢板的一种生产方法，该钢板由以下重量百分含量的组分组成：0＜C≤0.20%，Si：0.10-0.30%，Mn：1.20-1.60%，P≤0.012%，S≤0.012%，Mo：0.45-0.55%，Ni：0.50-0.80%，0≤Cr≤0.25%，0≤V≤0.03%，0≤Cu≤0.20%，0≤Al总≤0.040%，余量为Fe和不可避免的杂质。本发明专利技术的核一级关键设备用钢板的致密性高，强度高，低温冲击韧性和高温拉伸性能良好，抗层状撕裂性能、冷加工及焊接性能好，满足核电关键设备的要求，可应用于核电站蒸发器、压力容器等关键设备的制造。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钢铁
，具体涉及。
技术介绍
随着国内核电工业的发展，第三代压水堆核电站中用于制造核一级设备蒸汽发生器、稳压器筒体及封头和安注箱等关键设备的钢板的需求量剧增。目前第三代压水堆核电站的关键设备蒸汽发生器、稳压器和安注箱等用的钢板均采用法国RCC-M标准，使用的牌号是18MND5 (16MND5)。由于该钢板用在核电站核岛内，常年接触核反应物质，核反应产生各种苛刻环境，因此要求特殊的安全性和可靠性。钢板要有好的力学性能，屈服强度、抗拉强度高，要求低温韧性好，抗低温脆化组织致密、晶粒细小、耐辐射，有良好的耐高温氧化、 良好的焊接和冷、热加工性能；产品横向、纵向拉伸性能优良；无夹杂、无裂纹、具有蠕变极限与持久强度数值相近的特点。并且随着设备的大型化，钢板的厚度越来越大，随着板厚的增加，带来性能的恶化，强度的降低以及低温冲击韧性的下降。核一级关键设备用钢板的主要难度在于需达到以下要求(1)强韧性匹配良好，屈服强度Re彡420MPa，抗拉强度Rm为 580-700MPa, A彡18%，0°C横向冲击功彡56J，纵向冲击功彡80J, _20°C横向冲击功彡40J， 纵向冲击功彡56J ； (2)抗层状撕裂性能好，Z彡35% ； (3) 350°C高温拉伸性能良好，屈服强度 RpO. 2 彡 350Mpa, Rm 彡 522Mpa ； (4)钢质纯净，P 彡 0. 012%, S 彡 0. 012% ； (5)钢板内部致密，可以满足EN10160的S3E4级探伤标准的要求；(6)钢板厚度大，达到50mm以上。目前的核一级关键设备用钢板由于成分设计及生产方法问题，很难满足以上要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种核一级关键设备用钢板，同时还在于提供一种核一级关键设备用钢板的生产方法。为了实现以上目的，本专利技术所采用的技术方案是一种核一级关键设备用钢板， 由以下重量百分含量的组分组成0 < C彡0. 20%, Si 0. 10-0. 30%, Mn :1. 20-1. 60%， P 彡 0. 012%, S^O. 012%, Mo :0. 45-0. 55%, Ni :0. 50-0. 80%, 0 ^ Cr ^ 0. 25%, 0 ^ V ^ 0. 03%, 0 ^ Cu ^ 0. 20%, 0 ^ Al总< 0. 040%，余量为!^e和不可避免的杂质。进一步的，所述P、S的重量百分含量为P彡0. 008%, S彡0. 005%。优选的，一种核一级关键设备用钢板，所述钢板由以下重量百分含量的组分组成 C 0. 14-0. 20%, Si 0. 10-0. 20%, Mn :1. 20-1. 40%，P 彡 0. 006%, S ^ 0. 003%, Mo :0. 45-0. 50%, Ni 0. 60-0. 70%, 0 ^ Cr ^ 0. 25%, 0 ^ V ^ 0. 03%, 0 ^ Cu ^ 0. 20%, Al 总0. 030-0. 035%,余量为Fe和不可避免的杂质。所述钢板的厚度为50-140mm。一种核一级关键设备用钢板的生产方法，步骤如下(1)冶炼采用电弧炉冶炼，之后送入LF精炼炉精炼并调整成分，钢液温度达到 1510士 10°C时转入真空脱气炉真空处理；(2)浇铸冶炼后的钢水进行浇铸，得到铸坯，所述铸坯为连铸坯或钢锭；(3)加热所述连铸坯在连续炉内加热，最高加热温度为1240士 10°C，加热速度为10-20min/Cm，总加热时间为llmin/mm ；所述钢锭在均热炉内加热，最高加热温度为 1240士 10°C，温度低于1000°C时控制加热速度≤100°C /h，保温时间300-500min ；(4)轧制采用II型控轧工艺，分为两个阶段进行轧制，第一阶段为奥氏体再结晶阶段，轧制温度为1000-1150°C，道次压下率≥10%，累计压下率为30-50%;第二阶段为奥氏体非再结晶阶段，轧制温度为840-900°C，累计压下率为50-70% ；轧制后得到半成品钢板；(5)冷却半成品钢板采用水冷或堆垛冷却，水冷时的返红温度为650-750°C，采用堆垛冷却时堆垛冷却总时间为M-48小时；(6)调质采用淬火+回火方式进行调质，淬火温度为850—950°C，保温时间 PLC+30min,辊速1. 5min/mm,淬火后再经过回火，回火温度为600— 690°C，保温时间为3. 0-4. 5min/mm，得钢板成品，所述钢板成品由以下重量百分含量的组分组成0 < C ≤0. 20%, Si 0. 10-0. 30%, Mn :1. 20-1. 60%，P ≤0. 012%，S ≤0. 012%, Mo :0. 45-0. 55%, Ni 0. 50-0. 80%, 0 ^ Cr ^ 0. 25%, 0 ≤V ≤0. 03%, 0 ≤Cu ≤0. 20%, 0 ≤Al 总≤0. 040%,余量为Fe和不可避免的杂质。步骤(1)中在真空处理前向钢液中加入Al线。步骤(1)中所述的真空处理的真空度≤67Pa，真空保持时间20_60分钟。步骤(2)中所述的浇铸采用连铸工艺，过热度为10-25 °C，拉坯速率为 0. 85-1. 15m/min。步骤(6)中淬火的冷却介质为水。本专利技术的核一级关键设备用钢板中的各组分的作用C主要与其它金属元素形成碳化物，起组织强化和析出强化的作用，增加钢板强度；Si在炼钢过程中作为还原剂和脱氧剂，提高钢板的强度；Mn主要起固溶强化和降低相变温度，提高钢板强度的作用；Al在炼钢过程中作为脱氧剂，同时可以细化晶粒、提高钢板的强度和硬度；M提高钢板的低温冲击韧性和降低韧脆转变温度；Mo细化晶粒，提高钢板的淬透性；杂质元素P、S等的含量尽可能低，以达到钢质纯净、力学性能均勻的目的。本专利技术核一级关键设备用钢板的化学成分设计采用贝氏体钢，通过合适的成分设计及控轧控冷+淬火、回火的生产工艺，生产得到厚度为50-140mm的核一级关键设备用钢板。本专利技术的交货状态为淬火加回火，采用淬火加回火工艺生产的50-140mm厚的核一级关键设备用钢板的强韧性明显提高；由于采用II型控轧工艺，分为两个阶段分别进行轧制， 解决了轧机轧制压力不足而造成的晶粒粗大不均、冲击韧性减低现象，且增大了钢板的厚度规格。本专利技术核一级关键设备用钢板具有以下优点(1)强韧性匹配良好，屈服强度 Re≤420Mpa，抗拉强度Rm为580_700Mpa，A≤18%，0°C横向冲击功≤56J，纵向冲击功≤80J, -20°C横向冲击功≤40J，纵向冲击功≤56J ;(2)抗层状撕裂性能好，Z≤35% ； (3) 350°C高温拉伸性能良好，屈服强度RpO. 2≤350Mpa, Rm≤522Mpa;(4)钢质纯净， P≤0. 012%，S≤0. 012% ； (5)钢板内部致密，可以满足EN10160的S3E4级探伤标准的要求；(6)钢板厚度大，最大厚度可达到140mm。本专利技术的核一级关键设备用钢板的致密性高，强度高，低温冲击韧性和高温拉伸性能良好，抗层状撕裂性能、冷加工及焊接性能好，满足核电关键设备的要求，可应用于核电站蒸发器、压力容器等关键设备的制造。具体实施例方式实施例1本实施例的核本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种核一级关键设备用钢板，其特征在于：由以下重量百分含量的组分组成：０＜Ｃ≤０．２０％，Ｓｉ：０．１０－０．３０％，Ｍｎ：１．２０－１．６０％，Ｐ≤０．０１２％，Ｓ≤０．０１２％，Ｍｏ：０．４５－０．５５％，Ｎｉ：０．５０－０．８０％，０≤Ｃｒ≤０．２５％，０≤Ｖ≤０．０３％，０≤Ｃｕ≤０．２０％，０≤Ａｌ总≤０．０４０％，余量为Ｆｅ和不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种核一级关键设备用钢板，其特征在于由以下重量百分含量的组分组成0<C 彡 0. 20%, Si 0. 10-0. 30%, Mn :1. 20-1. 60%，P 彡 0. 012%, S 彡 0. 012%, Mo :0. 45-0. 55%, Ni 0. 50-0. 80%, 0 ^ Cr ^ 0. 25%, 0 彡 V 彡 0. 03%, 0 彡 Cu 彡 0. 20%, 0 ^ Al 总< 0. 040%,余量为Fe和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的核一级关键设备用钢板，其特征在于所述P、S的重量百分含量为 P 彡 0. 008%, S 彡 0. 005%。3.根据权利要求2所述的核一级关键设备用钢板，其特征在于所述钢板由以下重量百分含量的组分组成:C :0. 14-0. 20%, Si :0. 10-0. 20%, Mn :1. 20-1. 40%, P 彡 0. 006%, S 彡 0.003%，Mo 0. 45-0. 50%, Ni :0. 60-0. 70%，0 ^ Cr ^ 0. 25%, 0 彡 V 彡 0. 03%, 0彡Cu彡0. 20%, Al总0. 030-0. 035%，余量为Fe和不可避免的杂质。4.根据权利要求1 3任一所述的核一级关键设备用钢板，其特征在于所述钢板的厚度为50-140mm。5.一种核一级关键设备用钢板的生产方法，其特征在于步骤如下(1)冶炼采用电弧炉冶炼，之后送入LF精炼炉精炼并调整成分，钢液温度达到 1510士 10°C时转入真空脱气炉真空处理；(2)浇铸冶炼后的钢水进行浇铸，得到铸坯，所述铸坯为连铸坯或钢锭；(3)加热所述连铸坯在连续炉内加热，最高加热温度为1240士 10°C，加热速度为10-20min/Cm，总加热时间为llmin/mm ；所述钢锭在均热炉内加热，最高加热温度为 1240士 10°C，温度低于1000°C时控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：于生，庞辉勇，赵文忠，林明新，张萌，罗应明，张彦召，莫德敏，华德伟，韩全军，何广霞，尚建雄，
申请(专利权)人：舞阳钢铁有限责任公司，河北钢铁集团有限公司，
类型：发明
国别省市：41