[發(fā)明專(zhuān)利]一種低溫用螺紋鋼及其生產(chǎn)工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310321402.7
• 申請(qǐng)日: 2013-07-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103422033A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李林;陳興華;朱守欣;周劍;武愛(ài)萍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南京鋼鐵股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C22C38/58
• 分類(lèi)號(hào): C22C38/58;C22C38/44;C22C38/42;C22C38/40;C22C38/08;C22C38/12;C22C38/16;C21C5/52;C21C7/10;B22D11/16
• 代理公司: 南京蘇科專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 32102
• 代理人: 姚姣陽(yáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種螺紋鋼，具體來(lái)說(shuō)是一種低溫用螺紋鋼，還涉及該低溫用螺紋鋼的生產(chǎn)工藝。

背景技術(shù)

眾所周知，低碳低合金的結(jié)構(gòu)鋼廣泛應(yīng)用于原材料開(kāi)采、能源開(kāi)發(fā)、交通運(yùn)輸?shù)冉?jīng)濟(jì)建設(shè)領(lǐng)域，已成為最為重要的結(jié)構(gòu)的材料。這些結(jié)構(gòu)件承受的是復(fù)雜多變的周期載荷，某些情況下需要適應(yīng)極端寒冷的氣候環(huán)境，從而對(duì)結(jié)構(gòu)鋼屈服強(qiáng)度和低溫沖擊韌性等基本指標(biāo)提出了更高的要求，一般是通過(guò)成分、軋制、熱處理工藝的改進(jìn)和創(chuàng)新，精確控制組織，從而獲得更高的強(qiáng)韌性，兼顧其他性能要求。

據(jù)申請(qǐng)人了解，液化天然氣(LNG)是將天然氣凈化處理之后,經(jīng)壓縮升溫,在混合制冷劑的作用下,除去其中的N2、CO2、H2O以及硫化物、固體雜質(zhì)等,最終得到-162℃液態(tài)形式的天然氣；LNG通常儲(chǔ)存在-162℃、壓力為0.1MPa左右的低溫儲(chǔ)罐內(nèi)，該罐體由一個(gè)主容器和一個(gè)次容器組成如圖所示。主容器(即內(nèi)罐)為自立式鋼制罐,用于盛放LNG液體。LNG的蒸汽盛裝在主、次容器之間的空間或穹頂空間。次容器(即外罐)為鋼制或預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu),當(dāng)發(fā)生泄漏時(shí),它既能收集液體泄漏物,也能收集氣體泄漏物，LNG能夠被外罐可靠保存。因此外罐材料的混凝土用螺紋鋼需具有內(nèi)罐鋼質(zhì)的低溫性能，即需要該螺紋鋼在≤-165℃時(shí)具備足夠的強(qiáng)度和充分的韌性,具有良好的工藝性能。

中國(guó)專(zhuān)利201210578819.7公開(kāi)了一種低溫用鋼及生產(chǎn)方式，該產(chǎn)品同時(shí)添加了Nb、Ni、Ti、Cr等貴重金屬，工藝復(fù)雜，成本高，但是該低溫鋼只能適用于-50℃；中國(guó)專(zhuān)利200810035029.8公開(kāi)了一種低溫用鋼及制造方式，但是該產(chǎn)品成分較多，同時(shí)添加了Nb、Ti、Ni等貴重金屬，成本較高，且使用溫度在-80℃左右；中國(guó)專(zhuān)利200910075654.X公開(kāi)了一種低溫用鐵素體鋼，該產(chǎn)品雖然可使用在-196℃的低溫環(huán)境下，但是該產(chǎn)品添加的Ni為6.5～12.5%，成本很高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，考慮到低溫下螺紋鋼的高強(qiáng)度、高韌性、可焊性及低成本，提供一種低溫用螺紋鋼及其生產(chǎn)工藝，通過(guò)合理的化學(xué)成分設(shè)計(jì)和適宜的生產(chǎn)工藝，可獲得性能穩(wěn)定的低溫用螺紋鋼。

本發(fā)明解決以上技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案為：

一種低溫用螺紋鋼，螺紋鋼的重量百分比化學(xué)成分為：C：0.05～0.10%，Si:0.20～0.35%，Mn:1.45～1.60%，S≤0.015%，P≤0.008%，Cr≤0.20%，Ni:0.90～1.50%，Cu≤0.20%，Mo≤0.10%,N≤0.0120%，Al:0.030～0.045%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。

由于鋼的化學(xué)成分是影響連鑄坯內(nèi)部質(zhì)量與低溫下螺紋鋼的強(qiáng)度和韌性性能的關(guān)鍵因素之一，本發(fā)明為了使所述鋼獲得優(yōu)異的綜合性能，對(duì)所述鋼的化學(xué)成分進(jìn)行了限制，原因在于：

C：碳是影響超高強(qiáng)度鋼力學(xué)性能的主要元素，當(dāng)碳含量低于0.05則強(qiáng)度低，含量高于0.20%時(shí)，則存在韌性和可焊性變差的缺點(diǎn)；為了減輕冶煉壓力，避開(kāi)包晶區(qū)間，最適宜的區(qū)間在0.05～0.10%。

Si：硅是煉鋼脫氧的必要元素，也具有一定的固溶強(qiáng)化作用，在本發(fā)明中將硅限定在0.20～0.35%的范圍內(nèi)。

Mn：錳在所述鋼中具有推遲奧氏體向鐵素體的轉(zhuǎn)變的作用，對(duì)細(xì)化組織，提高強(qiáng)度和韌性有利；當(dāng)錳的含量較低，上述作用不顯著，鋼板強(qiáng)度和韌性偏低等，故本發(fā)明中錳含量控制在1.45～1.60%的范圍內(nèi)。

Cr：鉻是提高鋼淬透性的元素，能夠抑制多邊形鐵素體和珠光體的形成，促進(jìn)低溫組織貝氏體或馬氏體的轉(zhuǎn)變，提高鋼的強(qiáng)度；但Cr含量過(guò)高將影響鋼的韌性，并引起回火脆性，本發(fā)明中鉻含量控制在≤0.20%。

Ni：鎳可以提高鋼的低溫韌性，同時(shí)可以抑制氯離子對(duì)鋼材的腐蝕，也可以改善銅在鋼中引起的熱脆性，但是鎳是貴重金屬大量添加會(huì)急劇增加成本，且影響焊接性能，根據(jù)要求添加合適量，本發(fā)明中鎳含量控制在0.90～1.50%的范圍內(nèi)。

Cu：銅是不降低韌性提高強(qiáng)度的有效元素，同時(shí)改善鋼的耐候性能，但是銅會(huì)在鋼中引起熱脆性，因此本發(fā)明中銅含量控制在≤0.20%的范圍內(nèi)。

Mo：與Cr同樣地使硬化能增加，大量添加時(shí)會(huì)增加成本，并降低韌性和可焊性，限制在0.70%以下；回火時(shí)，形成碳化物顆粒，從而有利于析出強(qiáng)化，因此本發(fā)明中鉬含量控制在≤0.10%的范圍內(nèi)。