[發(fā)明專利]一種高韌性15CrMoR壓力容器用鋼板

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210316263.4
• 申請日: 2012-08-31
• 公開（公告）號: CN102796957A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫衛(wèi)華;邵正偉;成小龍;孫風(fēng)曉;劉曉東;劉金泉;鄭淑勝;朱延山
• 申請（專利權(quán)）人: 濟(jì)鋼集團(tuán)有限公司
• 主分類號: C22C38/22
• 分類號: C22C38/22;C22C33/04;C21D8/02
• 代理公司: 濟(jì)南舜源專利事務(wù)所有限公司 37205
• 代理人: 徐槐

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鉻-鉬系耐熱壓力容器用鋼制造領(lǐng)域，具體是指一種高韌性15CrMoR壓力容器用鋼板。

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背景技術(shù)

15CrMoR鋼是石油化工設(shè)備常用的一個中溫壓力容器用鋼種，由于在較高的溫度和壓力下工作，其服役條件惡劣，因此要求材料要具有較高的熱強(qiáng)性、良好的韌塑性、耐腐蝕性和焊接性能。

雖然15CrMoR耐熱鋼壓力容器大多數(shù)是在高溫下工作，但當(dāng)壓力容器和管道制造完工后將在常溫下甚至可能在極端氣候下進(jìn)行設(shè)計壓力1.25倍壓力的水壓試驗，且在安裝檢修完后，還要經(jīng)歷水壓試驗及冷啟動過程，因此，該鋼種在保證其基本性能的基礎(chǔ)上還要具有一定的抗脆斷性。另外，該鋼種制造的容器長期在高溫下運行，停車時無可靠的防止降溫過快的措施，造成熱疲勞和溫差應(yīng)力大，所以在設(shè)計該鋼種時也要考慮其韌性儲備，使其抗變形及溫度變化的能力增強(qiáng)。常規(guī)的15CrMoR容器鋼按照GB713-2008中規(guī)定，沖擊韌性要求達(dá)到20℃橫向沖擊≥31J即可，遠(yuǎn)不能滿足某些用戶的特殊要求，使該鋼種的應(yīng)用受到了一定的限制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種高韌性15CrMoR壓力容器用鋼板。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種高韌性15CrMoR壓力容器用鋼板，由如下質(zhì)量百分比的組分制備而成：C：0.14～0.18%，Si：0.15～0.40%，Mn：0.45～0.70%，P≤0.020%，S≤0.005%，Cr：0.90～1.10%，Mo：0.45～0.60%，其他為Fe和不可避免的雜質(zhì)。

上述鋼板厚度為10～80mm，優(yōu)化的鋼板厚度為20～60mm。

上述的高韌性15CrMoR壓力容器用鋼板，其在-40℃時橫向沖擊≥80J。

上述的一種高韌性15CrMoR壓力容器用鋼板的制備方法，其具體步驟為：

1）?冶煉：原料經(jīng)過鐵水KR預(yù)處理脫硫，使硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低到0.003%以下，經(jīng)過120t頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐冶煉，鋼包吹氬后再送入LF精煉爐精煉，進(jìn)行成分微調(diào)、再脫硫使硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤0.005%，以及控溫到1600～1650℃，然后在VD爐中進(jìn)行真空脫氣處理，降低氧氣、氮氣和氫氣含量，使[O]≤30PPM、[N]≤40PPM,?[H]≤2PPM，并進(jìn)一步均勻成分，保真空時間不低于15分鐘，處理結(jié)束后利用喂線機(jī)以180～210m/min速度快速喂入鈣鐵線2m/t，喂線后對鋼水進(jìn)行軟吹氬弱攪拌，軟吹氬時間不低于10分鐘，氬氣流80～150L/min；處理后的鋼水熔煉成分保證P≤0.020%，S≤0.005%。

2）?澆鑄：VD爐破真空后上270mm×2100mm斷面板坯連鑄機(jī)澆注，澆注過程中鑄機(jī)采用扇形段電磁攪拌以及鑄坯輕壓下工藝，連鑄坯下線后堆垛緩冷時間不低于48小時；

3）?加熱：鑄坯在爐加熱時間系數(shù)0.9～1.1min/mm；鋼坯的出爐溫度1140～1200℃；

4）?軋制：在軋制過程中，軋制采用粗、精軋分階段軋制，粗軋機(jī)開軋溫度≥1100℃，采用低速大壓下軋制工藝，保證[10，50]mm規(guī)格的中間坯厚度不小于成品厚度的2.5倍，（50,80]mm規(guī)格的中間坯厚度不小于成品厚度的2倍，厚度12mm以下的鋼板精軋不控溫，12mm以上鋼板精軋開軋溫度按900～980℃控制，終軋溫度按840～920℃控制，鋼板軋制后空冷；

5）?熱處理：正火處理溫度為890～930℃，爐內(nèi)時間1.4～1.8min/mm且最低不低于30min；回火處理溫度600～700℃，爐內(nèi)時間2.0～3.0min/mm且最低不低于60min，鋼板出爐后空冷至室溫，此時鋼板厚度為10～80mm。

本發(fā)明的高韌性15CrMoR壓力容器用鋼板，通過純凈鋼質(zhì)、優(yōu)化控溫軋制及熱處理工藝，得到理想的珠光體+鐵素體組織，其晶粒均勻細(xì)小，在常溫拉伸、高溫拉伸性能符合標(biāo)準(zhǔn)GB713-2008的基礎(chǔ)上，大大提高了其沖擊韌性，-40℃橫向沖擊功≥80J，沖擊試驗溫度低于國標(biāo)規(guī)定的20℃達(dá)60℃，且沖擊功最高可達(dá)137J，能達(dá)到國標(biāo)規(guī)定值的3～4倍，滿足了用戶在特殊環(huán)境下的加工制造及使用方面的韌性儲備要求。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點：（1）15CrMoR沖擊韌性高，低溫沖擊性能達(dá)到-40℃橫向沖擊≥80J,遠(yuǎn)高于國標(biāo)規(guī)定。（2）本發(fā)明的鋼質(zhì)純凈，?S等有害元素含量低；（3）不添加Nb、V、Ti等細(xì)化晶粒元素，大大節(jié)約了成本；（4）在滿足低溫韌性的要求下，常規(guī)性能及高溫拉伸性能良好；?

具體實施方式