[發明專利]一種低溫韌性1.5Ni鋼及其制造方法

有效

• 申請號: 200810033529.8
• 申請日: 2008-02-03
• 公開（公告）號: CN101497961B
• 公開（公告）日: 2009-08-05
• 發明（設計）人: 楊才定;張漢謙;唐文軍
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22C38/14
• 分類號: C22C38/14;C22C1/02;B21B37/74;C21D8/00
• 代理公司: 上海東信專利商標事務所 31228
• 代理人: 楊丹莉

技術領域

本發明涉及一種Ni鋼，特別屬于低溫韌性1.5Ni鋼及其制造方法。

背景技術

低溫鋼主要用于制造儲存和運輸各類液化氣體的壓力容器和儲罐。Ni是發展低溫鋼中的一個重要元素，根據Ni含量的不同發展了1.5Ni、3.5Ni、5Ni、9Ni等不同級別的低溫鋼，以適用于不同的低溫環境和介質，其中1.5Ni鋼被廣泛應用于化工和石油化工等領域-45℃～-80℃低溫壓力容器用鋼，如化工企業的乙烯裝置，城市煤加壓氣化中的低溫甲醇洗裝置等，還可滿足LPG(液化石油氣)貯藏和輸送的需要。作為低溫鋼，很重要的一個技術指標就是低溫沖擊韌性，合金元素Ni加入鋼中，固溶于鐵素體，使基體的低溫韌性得到顯著的改善，但Ni是一種較貴重元素，約280000元/噸，增加成本的同時，含Ni鋼的鑄坯在加熱時容易形成難以去除的致密氧化鐵皮，給加熱軋制工序帶來困難。因此探索降低低溫鋼生產成本而又保證良好的低溫韌性的生產工藝將為低溫容器用1.5Ni鋼的發展起重要作用。

經國內、國際聯機檢索，專利號JP2000001735該專利闡述了一種具有滲氮能力且高溫強度和低溫韌性良好的低合金鋼，通過增加Ni含量和控制再結晶晶粒的大小提高高溫下的強度和低溫沖擊韌性，并且淬透性得到增強，適宜制造大尺寸工件。專利號JP2002129280?JP09302445A該專利闡述了一種壓力容器用含Ni鋼板的生產方法，可實現低溫焊接，滿足各種低溫壓力容器用鋼標準中的關于強度的要求。它采用低碳成分設計，Ni含量涵蓋1.5％至9.5％，并含有0.02～0.08％Mo，鋼板經過淬回火處理。為了得到晶粒細化的組織，在750～850℃進行累計變形率大于50％的軋制，軋后以大于2℃/s的冷速冷卻至400℃以上，或者冷卻至400℃以下，再在Ac1溫度或以下進行回火。專利號US4137104A闡述了一種用于制造北極地區管道用高強度、良好低溫韌性鋼板的制造方法，其中Ni含量為0.8～2.0％Ni，并通過添加0.0005～0.0040％Ca對夾雜物進行改性處理，其發明目的在于提供一種廉價的低溫鋼，用于制造大尺寸口徑的管線鋼，以替代3.5Ni鋼。專利號JP54071714A闡述了一種高強度、高止裂韌性鋼的生產方法。其中包括0.03～0.18％C，0.05～0.60％Si和0.6～2.0％Mn基本元素，可加元素包括一種或一種以上的：Nb≤0.15％，V≤0.15％，Cu≤0.7％，Cr≤0.7％，Mo≤0.3％，Ni≤2.0％和Al≤0.1％。專利號JP60103118A專利闡述了一種價廉但低溫韌性優良的條鋼制造方法。其添加了Mo這種較貴重合金元素，成分體系與本專利有所區別，具體成分對比如表1所示。它的軋制工藝為：在850℃以下進行軋制量大于60％的變形，880℃以下完成終軋，軋后空冷至室溫或者進一步在500℃～700℃之間進行回火。專利號CN99109124.8闡述了一種超細組織微合金鋼控制軋制方法，主要工藝流程如下：首先，鋼坯加熱至1150℃～1220℃使微合金元素充分溶解，鋼坯出爐后在900℃～1150℃溫度范圍內，實施兩道次控軋，每一道次的變形量在20～40％之間，然后在800℃～840℃溫度范圍內對鋼坯實施連續三道次應變誘導軋制，每道次的變形量為30～50％，各道次的間隔時間小于10秒，在完成上述應變誘導軋制以后，以≥10℃/s的冷卻速度對鋼板實施加速冷卻。專利號CN98812439.闡述了一種含有少于9％Ni含量具有優異低溫韌性的高強度鋼的生產工藝。軋制工藝是：在奧氏體可發生再結晶的溫度范圍，采用一個或多個道次；在低于奧氏體再結晶溫度但高于Ar₃轉變點的溫度范圍，采用一個或多個道次。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種低溫韌性1.5Ni鋼及其制造方法，以彌補現有技術的不足，提高高低溫韌性的優異性能。本發明采用奧氏體再結晶區和未再結晶區軋制，并在兩相區進行了變形量小的軋制，得到一種貝氏體型針狀鐵素體組織。與以往上述已經申請的專利相比，本專利的合金配方相對簡單，只添加含量不超過0.10％的合金元素，降低了生產制造成本且增加了生產的可制造性；采用低碳成分設計，可保證良好的焊接性能；利用了Nb在控軋中的作用，有效的細化晶粒，提高了產品的綜合性能，而且可采取靈活多變的軋制工藝，提高生產效率、減小軋機負荷。