[發(fā)明專利]一種450MPa級抗氫致開裂壓力容器用鋼板及其生產(chǎn)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310497333.5
• 申請日: 2013-10-22
• 公開（公告）號: CN103556047B
• 公開（公告）日: 2017-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 隋鶴龍;秦麗曄;鄒揚(yáng);趙楠;李戰(zhàn)軍;趙新宇;李家鼎;劉美艷;樊艷秋;劉印良;張學(xué)峰;馮路路;白學(xué)軍;劉建明;張雪松
• 申請（專利權(quán)）人: 首鋼總公司
• 主分類號: C22C38/04
• 分類號: C22C38/04;C21D8/02
• 代理公司: 首鋼總公司專利中心11117
• 代理人: 史桂芬

技術(shù)領(lǐng)域

本專利涉及壓力容器用鋼板，具體為涉及一種抗拉強(qiáng)度達(dá)到450MPa的抗氫致開裂壓力容器用鋼板及其生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)

在石油化工領(lǐng)域，近年來發(fā)生的一些由于H₂S存在發(fā)生的設(shè)備損壞或破裂事故，使得人們對于H₂S腐蝕環(huán)境下用壓力容器鋼板的抗氫致開裂（HIC）性能提出了要求。氫制開裂是鋼在濕硫化氫環(huán)境中一種常見的破壞形式，H₂S與鋼表面發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生的氫原子，氫原子向鋼中擴(kuò)散，可能在鋼中夾雜物、晶界、位錯等位置聚集形成氫氣從而萌生裂紋，當(dāng)鋼中存在帶狀組織時，裂紋易于沿著帶狀組織進(jìn)行擴(kuò)展，形成較大尺寸裂紋。所以對于抗氫致開裂的容器鋼，一方面需要嚴(yán)格控制夾雜物的數(shù)量和形態(tài)以降低裂紋萌生的可能，另一方面需要減輕帶狀組織，特別是心部中心偏析區(qū)域內(nèi)的帶狀組織，抑制裂紋擴(kuò)展。

目前抗氫致開裂用鋼主要集中在管線鋼領(lǐng)域，一般為低碳、低錳合金成分體系，通過降低C、Mn含量消除鋼板帶狀組織，達(dá)到抗氫致開裂的目的。但降低C、Mn含量后，為了保證鋼板的強(qiáng)度，必須添加其他合金元素，這將引起生產(chǎn)成本的增加。另外，部分抗氫致開裂用鋼用于壓力容器領(lǐng)域，采用中碳合金成分，為了保證良好的中心質(zhì)量，避免中心偏析的出現(xiàn)，多采用鑄錠進(jìn)行生產(chǎn)，但鑄錠在中厚板生產(chǎn)企業(yè)中普及率低，不能成為普通鋼廠經(jīng)濟(jì)型的生產(chǎn)方法。

如申請?zhí)朇N200510023651.3、CN200410025585.9涉及一種酸性環(huán)境用管線鋼的制造方法，C含量為0.02-0.055，添加Nb、Ti、Mo、Cu、Ni多種合金元素，申請?zhí)朇N200610016498.6涉及一種抗硫化氫應(yīng)力腐蝕的石油鋼管生產(chǎn)方法，C含量為0.25～0.32%，添加Ni、Cr、Mo、Cu等多種合金元素，使用淬火+回火工藝。

申請?zhí)朇N201110080746.4涉及一種抗HIC鐵素體系耐熱鋼及其制備工藝，C含量0.1-0.15%，Mn：0.3-0.6%，添加Cr、Mo合金元素，采用正火+回火工藝生產(chǎn)。申請?zhí)朇N201210055848.5涉及一種抗氫致開裂壓力容器鋼及其制造方法，C：0.15-0.25，Si：0.10-0.30%，Mn：1.0-1.6%，Mo：0.35%-0.60%，Ni：0.20%-0.80%，采用模鑄生產(chǎn)鋼坯，鋼板經(jīng)過淬火+回火的調(diào)質(zhì)工藝。這兩個專利在合金元素含量方法與本專利有明顯區(qū)別，另外這兩個專利均需要經(jīng)過回火熱處理，這樣增加了熱處理流程，引起制造成本和生產(chǎn)周期的增加。

申請?zhí)朇N200710193032.8設(shè)計一種大厚度新型抗硫化氫用鋼及其生產(chǎn)方法，C：0.17%-0.20%，Si：0.30%-0.40%，Mn：1.10%-1.20%，Ni：0.02%-0.30%，Nb：0.025%-0.35%.該專利生產(chǎn)厚度達(dá)到130mm，采用鋼錠生產(chǎn)。鋼錠與現(xiàn)代鋼廠普遍采用的連鑄坯相比，雖然有利于最終鋼板中心偏析和心部帶狀組織的控制，但存在著生產(chǎn)效率低，成材率低等缺點(diǎn)，而且鑄錠在中厚板生產(chǎn)企業(yè)中普及率低，不能成為普通鋼廠經(jīng)濟(jì)型的生產(chǎn)方法。且此專利對鋼板的抗氫致開裂性能未有明確指標(biāo)

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的為目的在于提供一種450MPa級抗氫致開裂壓力容器用鋼板及其生產(chǎn)方法，通過C、Si、Mn三種合金元素的合理添加，嚴(yán)格控制雜質(zhì)元素含量和鑄坯質(zhì)量，匹配相應(yīng)的軋制工藝，簡單易操作的熱處理工藝，在滿足一般壓力容器鋼力學(xué)性能的基礎(chǔ)上，屈服強(qiáng)度≥300MPa，抗拉強(qiáng)度≥450MPa，延伸率≥30%，0℃沖擊功≥200J，具有良好的抗氫致開裂性能，裂紋長度率≤5%，裂紋寬度率≤1.5%，裂紋敏感率≤0.2%。

為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

本發(fā)明涉及一種450MPa級抗氫致開裂壓力容器用鋼板，其特征在于：鋼板化學(xué)成分重量百分?jǐn)?shù)為：C：0.13-0.14%，Si：≤0.30%，Mn：0.90-0.95%，P：≤0.008%，S：≤0.001%，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。

僅添加低成本的C、Si、Mn作為合金元素以保證鋼板強(qiáng)度，通過超低P、S雜質(zhì)含量保證鋼液純潔度。