一种﹣120℃下具有高韧性的压力容器用钢及生产方法技术

一种-120℃下具有高韧性的压力容器用钢，其组分及含量为：C≤0.06，Si≤0.05，Mn：0.40~0.80，P≤0.008，S≤0.003，Alt：0.015~0.050，Ni：3.00~3.80，Cu：0.10~0.30，Ti：0.008~0.025，N≤0.004，此外还含有Cr≤0.50、Mo≤0.50、Nb≤0.040及Ca≤0.005中的一种或者两种以上；工艺：冶炼并连铸成坯；对铸坯加热；第一阶段粗轧；经第一次待温后进行第二阶段粗轧；经第二次待温后进行精轧；根据钢板厚度进行热处理；待用。本发明专利技术在-120℃下KV2不低于100J，横向裂纹厚度率CTR≤3%，横向裂纹长度率CLR≤10%，横向裂纹敏感率CSR≤1.5%，Ni含量低，焊接性能优良。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及容器用合金钢及其生产方法，具体地属于一种低温压力容器钢及其生产方法，进一步地为适用于-120°c的压力容器钢及其生产方法。
技术介绍
在本专利技术提出之前，虽然已有Ni系低温钢的一些研究工作，其思维路线是随着温度的降低而添加的Ni的含量要随之增加的方式，这造成生产成本偏高。如，经检索，日本专利文献JP60059032公开了 “一种优异低温韧性和低屈强比高镍钢板及其制造方法”，其成分质量百分比为 C ≤ 0.03，Si:0.02 0.22，Mn:0.05 0.47，P ≤ 0.005，S ≤ 0.005，Ni:7.5 12.0, Al:0.01 0.10，需要时可添加 C、Mn 或 Nb (0.005 0.03)或 V (0.005 0.03)等一种以上元素，其余为Fe和不可避免的杂质”。该文献所公开的钢种虽然可满足极低温度即-160°C使用环境要求，但其添加了 7.5^12.0的Ni，导致生产成本高昂，应用受到限制。还有如中国专利专利申请号为200810046958.9的文献，公开了“一种高韧性-110°c低温钢及其制造方法”，所涉及钢具有下列成分及质量百分比为C:0.02、.12，Si:0.10 0.35，Mn:0.30 0.80，P ≤ 0.015，S ≤ 0.010，Ni:3.20 3.80，Ti:0.005 0.05，Al:0.005 0.10，此外还含有 Nb ( 0.050，V ≤ 0.10，Cu ≤2.0, Mo ≤ 0.50，Zr≤0.04，RE ( 0.020中的两种或两种以上，其余为Fe和不可避免的杂质。该文献中虽然Ni含量较低，范围为3.2(Γ3.80%，但其适应温度只有-110°C，不能适用于更低温度环境下的压力容器的制作。日本专利JP7173534“一种含Ni高韧性低温钢板及其制造方法”，其成分质量百分比为 C:0.01 0.12，Si:0.10 0.30，Mn:0.Γ .0，P ≤ 0.010，S ≤ 0.005，Al:0.005 0.050，N1-J.5 10.0，其余为Fe和不可避免的杂质。该文献中镍含量仍然较高，即在7.5 10.0%，生产成本高昂。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有低温容器用钢钢种的合金尤其是Ni含量偏高，温度与含Ni成反比关系的不足，提供一种_120°C下KV2不低于100J，横向裂纹厚度率CTR ( 3%，横向裂纹长度率CLR ( 10%，横向裂纹敏感率CSR ( 1.5%, Ni含量低，焊接性能优良的适于-120°C的压力容器钢及其生产方法。实现上述目的的措施: 一种-120°C下具有高韧性的压力容器用钢，其组分及重量百分比含量为:C<0.06，Si ( 0.05，Mn:0.4(Γθ.80，P ≤ 0.008，S≤ 0.003，Alt:0.015 0.050，Ni:3.00^3.80，Cu:0.10 0.30，Ti:0.008 0.025，N ≤ 0.004，此外还含有 Cr ≤0.50、Mo ≤ 0.50、Nb ≤ 0.040及Ca≤0.005中的一种或者两种以上，余量为Fe及不可避免的夹杂。—种-120°C下具有高韧性的压力容器用钢，其组分及重量百分比含量为:C:0.03 0.06，Si ≤ 0.05，Mn:0.50 0.80，P ≤ 0.008，S ≤ 0.003，Alt:0.015 0.050，Ni:3.00 3.60，Cu:0.10 0.30，Ti:0.008 0.025，N ≤ 0.004，Cr:0.10 0.40，Mo:0.20 0.40，Ca:0.002^0.005，余量为Fe及不可避免的夹杂。一种-120°C下具有高韧性的压力容器用钢，其组分及重量百分比含量为:C ≤ 0.03，Si ( 0.05，Mn:0.40 0.70，P ≤ 0.008，S ≤ 0.003，Alt:0.015 0.050，Ni:3.20 3.80，Cu:0.10 0.30，Ti:0.008 0.025，N ≤ 0.004，Nb:0.020 0.040，Ca:0.002、.005，余量为Fe及不可避免的夹杂。生产一种-120°C下具有高韧性的压力容器用钢的方法，其步骤为: 1)冶炼并连铸成坯:在LF炉中进行Ca处理，控制钢液中Ca在目标之内；控制RH真空处理时间不低于20分钟； 2)对铸坯加热，控制加热温度在120(Tl3(KrC，控制加热速率在扩12分钟/厘米； 3)进行第一阶段粗轧，控制本阶段的开轧温度不低于1130°C； 4)经第一次待温后，在开轧温度为1050°C 1080°C下进行第二阶段粗轧； 5)经第二次待温后，在开轧温度为930°C、60°C下进行精轧，控制终轧温度在74(T860°C，轧制道次数为5 9次； 6)根据钢板厚度进行热处理: 当钢板厚度在1(Γ20毫米时，采用正火+回火的方式进行，正火温度为85(T930°C，正火时间为(分钟):t+30，回火温度为60(T680°C，回火时间为(分钟):t+50 ；式中:t为钢板的厚度，单位为毫米； 当钢板的厚度在大于20至不超过40毫米时，采用正火加快速冷却+回火的方式进行，正火温度为85(T930°C，正火时间为(分钟):t+30,回火温度为60(T680°C，回火时间为(分钟):t+50; 式中:t为钢板的厚度，单位为毫米；在快速冷却时返红温度控制在450^650 0C ； 当钢板厚度在大于40至不超过60毫米时，采用淬火+回火的方式进行，淬火温度为88(T920°C，淬火时间为(分钟):t+30，回火温度为60(T680°C，回火时间为(分钟):t+50 ；式中:t为钢板的厚度，单位为毫米； 7)待用。以下详述本专利技术钢的成分和主要生产工艺设定理由: 该钢最大难点是要确保同时具有优异的韧性(-120°C)、焊接性能和抗氢致开裂(HIC)性能。因此，炼钢时要严格控制钢水的纯净度，防止P、S含量对该钢抗硫化氢应力腐蚀性能的影响。Mn、Nb、Cu、T1、Ni的设计成分保证了钢的强度、韧性和焊接性能，其中Ni合金主要用来提高钢的低温韧性，Ti合金可以细化钢板焊接热影响区组织，提高韧性水平，Cu,Mo可以提高钢板SR后的性能稳定性。总的说来，采用N1、T1、Cu、Cr、Mo及其他元素的复合微合金化上，要充分发挥各元素的特点。设置P≤0.008%, S≤0.003%, N≤0.004%,主要是考虑到这几个元素对该钢低温韧性和抗氢致开裂(HIC)性能影响较大，要严格限制其含量。C:C是提高钢材强度最有效的元素，随着C含量的增加，钢中Fe3C增加，淬硬性也增加，钢的抗拉强度和屈服强度提高。但是，增加钢中C含量，钢的延伸率和冲击韧性下降，尤其是对低温韧性影响较大。因此，考虑到钢的低温韧性和焊接性能要求，采用低C设计将本专利技术钢的C含量应控制在0.06%以内。Si =Si与碳的亲和力很弱，在钢中不与碳化合，但能溶入铁素体，产生固溶强化作用，使得铁素体的强度和硬度提高，但塑性和韧性却有所下降。考虑到该钢主要是对钢板低温韧性要求较高，因此应选用低Si设计，本专利技术钢的Si含量控制在0.05%以内。Mn =Mn是提高钢的屈服强度和抗拉强度的主要元素之一，在低本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种﹣120℃下具有高韧性的压力容器用钢，其组分及重量百分比含量为：C≤0.06，Si≤0.05，Mn：0.40~0.80，P≤0.008，S≤0.003，Alt：0.015~0.050，Ni：3.00~3.80，Cu：0.10~0.30，Ti：0.008~0.025，N≤0.004，此外还含有Cr≤0.50、Mo≤0.50、Nb≤0.040及Ca≤0.005中的一种或者两种以上，余量为Fe及不可避免的夹杂。

【技术特征摘要】
1.一种-120°C下具有高韧性的压力容器用钢，其组分及重量百分比含量为:C 彡 0.06，Si ( 0.05，Mn:0.40 0.80，P 彡 0.008，S 彡 0.003，Alt:0.015 0.050，Ni:3.00 3.80，Cu:0.10 0.30，Ti:0.008 0.025，N 彡 0.004，此外还含有 Cr ( 0.50,Mo ^ 0.50,Nb ( 0.040及Ca < 0.005中的一种或者两种以上，余量为Fe及不可避免的夹杂。2.一种-120°C下具有高韧性的压力容器用钢，其组分及重量百分比含量为:C:0.03 0.06，Si ( 0.05，Mn:0.50 0.80，P 彡 0.008，S 彡 0.003，Alt:0.015 0.050，Ni:3.00 3.60，Cu:0.10 0.30，Ti:0.008 0.025，N 彡 0.004，Cr:0.10 0.40，Mo:0.20 0.40，Ca:0.002^0.005，余量为Fe及不可避免的夹杂。3.一种-120°C下具有高韧性的压力容器用钢，其组分及重量百分比含量为:C 彡 0.03，Si ( 0.05，Mn:0.40 0.70，P 彡 0.008，S 彡 0.003，Alt:0.015 0.050，Ni:3.20 3.80，Cu:0.10 0.30，Ti:0.008 0.025，N 彡 0.004，Nb:0.020 0.040，Ca:0.002、.005，余量为Fe及不可避免的夹杂。4.产如权利要求1或2或3所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘文斌，李书瑞，董汉雄，丁庆丰，邹德辉，王宪军，郭斌，习天辉，洪霞，
申请(专利权)人：武汉钢铁集团公司，
类型：发明
国别省市：