抗高回火参数SR脆化的低温镍钢及其制造方法，其成分重量百分比为：C?0.025％～0.060％、Si≤0.15％、Mn?0.45％～0.85％、P≤0.012％、S≤0.0020％、Cu?0.10％～0.40％、Ni?2.80％～3.80％、Cr?0.10％～0.30％、Mo?0.05％～0.30％、Als?0.040％～0.070％、Ti?0.006％～0.012％、Nb0.008％～0.025％、N≤0.0040％、Ca?0.001％～0.003％、余Fe和不可避免夹杂。通过优化控轧及正火+回火工艺，使低温镍钢获得极高的超低温韧性、优良的抗HIC/SCC及焊接性、可承受较大线能量焊接及具有优异的抗高回火参数SR脆化特性，特别适宜于用做制造大型LPG低温储罐、船用LPG低温储罐、冰海及极地区域大型钢结构。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及低温用钢及其制造方法，特别涉及抗高回火参数SR脆化的低温镍钢及其制造方法，该抗高回火参数焊后热处理(SR)脆化、可较大线能量焊接且抗HIC及SCC的低温镍钢，主要用于LPG低温储罐、船用低温储罐的制造用材。
技术介绍
众所周知，低碳(高强度)低合金钢是最重要工程结构材料之一，广泛应用于石油天然气管线、海洋平台、船舶制造、桥梁结构、锅炉容器、建筑结构、汽车工业、铁路运输及机 械制造之中。低碳(高强度)低合金钢性能取决于其化学成分、制造过程的工艺制度，其中强度、韧性和焊接性是低碳(高强度)低合金钢最重要的性能，它最终决定于成品钢材的显微组织状态。随着科技不断地向前发展，人们对钢的强韧性、焊接性及抗加工劣化性提出了更高的要求，即在维持较低制造成本的同时大幅度地提高钢板的综合机械性能和使用性能，以减少钢材的用量而节约成本，减轻钢构件自身重量、稳定性和安全性。目前世界范围内掀起了发展新一代高性能钢铁材料的研究高潮，通过合金组合设计、革新控轧/TMCP技术及后续热处理工艺获得更好的显微组织匹配，从而使钢板得到更优良的低温韧性、强塑韧性匹配与焊接性，抗HIC及SCC性能。现有技术制造-lOrC低温横向冲击韧性(单个值)彡47J的厚钢板时，一般要在钢中添加较多数量的贵重合金元素镍，镍含量一般控制在3. 5%左右，以确保母材钢板具有优异的低温韧性；但是低合金钢板经过高回火参数TP彡18. 5 X IO3 (TP = T(20+lgt)焊后热处理(即SR处理)，钢板超低温冲击韧性严重劣化，表现为低温冲击功数值一般均低于 50J (参见((ISI)), PlOl P106,1971 ； ((Acta Meta)), Vol. 13，P591,1965 ；((J. I. S. I》，Vol. 207，P984，1969 ； ((ISI)), P54 P59，1971)，严重危及低温LPG储罐在服役过程中的安全可靠性，埋下重大事故的隐患。为此，日本各大钢厂(新日铁、JFE、住友金属等)，投入大量人力与物理，展开深入细致地研究，取得了突破性进展，获得了大量的研究成果，并成功应用于生产实践，即采用适当降低钢板的碳含量，优化轧制工艺，两次正火热处理，以降低珠光体含量、消除珠光体带状组织、控制珠光体晶团尺寸，大幅度地降低了高回火参数SR后钢板低温冲击韧性的劣化程度，基本解决了高回火参数SR处理条件下，钢板_101°C低温冲击韧性严重劣化的问题。然而由于采用两次正火热处理，钢板的制造周期长、制造成本高，更重要的是当钢板厚度超过60mm以上时，高回火参数SR后的钢板-101 °C低温冲击韧性不稳定，波动大，且强度下降幅度大，钢板质量受控性较差(“钢O烧^ 脆性^关+3研究”，1976，P123 P144，日本铁钢协会；ibid, P95 P105,日本铁钢协会；《铁i钢》，S28L 1977 ;《铁i钢》，S326,1978)。此外，采用大线能量焊接时，焊接热影响区(HAZ)低温韧性发生比较严重的劣化，热影响区(HAZ)的低温韧脆转变温度一般比较难以达到-80°C，更不用说达到超低温-101。。(如欧洲专利 EP 0288054A2、EP0839921A1、美国专利 US Patent 4851052)。大量专利文献只是说明如何实现母材钢板的_40°C _60°C低温韧性，对于如何在焊接条件下，获得优良的热影响区(HAZ)低温韧性说明得较少，尤其采用大线能量焊接时如何保证热影响区(HAZ)的低温韧性少之又少，如日本专利昭63-93845、昭63-79921、昭60-258410、特平开 4-285119、特平开 4-308035、平 3-264614、平 2-250917、平 4-143246 以及美国专利 US Patent4855106、US Patent5183198、US Patent4137104。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种抗高回火参数SR脆化的低温镍钢及其制造方法，使低温镍钢获得极高的超低温韧性、优良的抗HIC/SCC及焊接性、可承受较大线能量焊接，更为重要的是该低温镍钢具有优异的抗高回火参数SR脆化特性，特别适宜于用做制造大型LPG低温储罐、船用LPG低温储罐、冰海及极地区域大型钢结构，并且能够实现低成本稳定批量工业化生产。该钢板的具体技术指标为在回火参数TP ^ 19X 103，焊后热处理条件下，钢板屈服强度275MPa 375MPa、抗拉强度彡490MPa、_101°C低温冲击功单值Akv彡47J、Z向性能^ 35%，并可以可较大线能量焊接且抗HIC及SCC。抗高回火参数SR脆化的低温镍钢是厚板品种中难度制造最大的钢种之一，其原因是该类钢板不仅要求母材具有极高的超低温韧性、优良的焊接性、抗HIC及SCC性能，而且还要求在经过高回火参数SR后钢板仍然具有上述性能的同时，钢板还具有优良的抗焊接再热裂纹性能及可经受大线能量焊接性能。因此，本专利技术在关键技术路线和成分工艺设计上，综合了影响低温镍钢的-lore的低温韧性、抗HIC/SCC、抗焊接再热裂纹敏感性、可较大线能量焊接性及抗高回火参数SR软化与脆化的因素，创造性地采用了超低C-超低Si-中Mn-低N-超微(Nb+Ti)处理低合金钢的成分体系作为基础，适当提高钢中酸溶Als含量并控制其范围、C)X(%Si)彡 7. 5 X 10'Ni 当量彡 2. 90%, [(% Cr)+1. 5(% Mo) ] /t 彡 9. O X 10' 12 ( Mn/C ( 20、O. 80 ( Nb/Ti ( I. 50、I. 5 ( Ti/N 彡 3· O 且 Als 彡(Mn/C) [(% Ntotal) -O. 292(% Ti)]、Ca处理且Ca/S比控制在I. O 3. O之间及Ca) X (% S)°_28彡I. OX 10_3，优化控轧及后续特殊的正火+回火工艺，使低温镍钢获得极高的超低温韧性、优良的抗HIC/SCC及焊接性、可承受较大线能量焊接，及优异的抗高回火参数SR脆化特性。本专利技术钢板为50公斤级正火+回火交货态低温镍钢，钢板的显微组织为铁素体+少量珠光体；为了确保交货态低温镍钢-101°c韧性，钢板显微组织必须均匀细小，珠光体作为第二相均匀弥散地分布在铁素体相中且珠光体晶团尺寸控制在< 15μ ;为确保交货态低温镍钢具有优良的抗HIC/SSC特性，钢板显微组织中不允许存在带状珠光体及条带状硫化物；为确保低温镍钢具有优良的焊接性且钢板可承受较大热输入焊接，钢板必须低碳含量(<0.10%)和低碳当量(IIW <0.45%，其中IIW =C+Mn/6+(Cu+Ni)/15+(Cr+Mo+V)/5)。钢板具有上述特性可以满足低温镍钢的基本性能，但是无法承受在高回火参数SR条件下钢板性能急剧劣化，这种劣化表现为钢板强度大幅度降低、-lore冲击功急剧下降，且随着回火参数的增加，钢板强度单调地降低、-101°c冲击韧性单调地降低。为确保在高回火参数SR条件下低温镍钢的性能，低温镍钢显微组织设计完全不、同于普通低温钢板。经过大量研究分析表明，影响高回火参数SR低温镍钢性能劣化的成因是钢中珠光体含量、珠光体晶团尺寸及其分布、铁素本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.抗高回火參数SR脆化的低温镍钢，其成分重量百分比为 C 0. 025% O. 060% Si O. 15% Mn :0. 45% O. 85%P :≤O. 012%S :彡 O. 0020% Cu :0. 10% O. 40% Ni :2. 80% 3. 80% Cr 0. 10% O. 30% Mo :0. 05% O. 30% Als :0. 040% O. 070% Ti :0. 006% O. 012% Nb :0. 008% O. 025% N O. 0040% Ca :0. 001% O. 003% 其余为Fe和不可避免的夹杂； 且上述元素含量必须同时满足如下关系12 く Mn/C く 20 ；(% C) X (% Si) く 9· 0Χ1(Γ3 ；Ni 当量彡 2. 90%,Ni 当量=(% Ni)+。· 21 (% Cu) +0. 37 (% Mn) -O. 32(% Mo) -O. 27 (%Cr)-I. 1(% Si)； [(% Cr)+1. 5(% Mo)]/t彡9.0X10—3，其中t为钢板厚度，单位为mm ;Ti/N 在 I. 5 3. O 之间及 Als 彡(Mn/C) [(% Ntotal)-O. 292(% Ti)]；O.80 く Nb/Ti 彡 I. 50 ;Ca/S 在 I. 00 3. 00 之间且(% Ca) X (% S)。28 く I. 0X10_3。2.如权利要求I所述的抗高回火參数SR脆化的低温镍钢的制造方法，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘自成，徐国栋，施青，李先聚，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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