[發明專利]正火型高強度高斷裂韌性壓力容器用鋼板及其制造方法

在審

• 申請號: 201710772324.0
• 申請日: 2017-08-31
• 公開（公告）號: CN107419171A
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 王憲軍;李書瑞;劉文斌;戰國鋒;楊秀利;洪霞
• 申請（專利權）人: 武漢鋼鐵有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/08;C22C38/12;C22C38/06;C21D8/02;C21D1/28
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司42104
• 代理人: 胡鎮西

技術領域

本發明涉及壓力容器用鋼的制造領域，具體地指一種70公斤級的正火型高強度高斷裂韌性壓力容器用鋼板及其制造方法。

背景技術

移動式壓力容器分為汽車罐車、鐵路罐車和罐式集裝箱。移動式壓力容器儲運的介質為液化氣體、低溫液體及永久氣體，如液化石油氣、環氧乙烷、液氧、液氨、液態二氧化碳、液化天然氣以及壓縮天然氣、氫氣等。因此移動式壓力容器除了需要滿足常規的壓力容器的服役條件，例如更高的壓力、更低的溫度，也需要具有更薄的壁厚、更小的自重系數。

目前國內使用的移動式壓力容器用鋼多為正火型壓力容器用鋼，采用的罐體材料多為抗拉強度小于610MPa級的鋼，致使罐體壁厚較大，自重系數相應加大，容重比小，運載效率低，與國外先進水平相比存在較大差距。

并且，屈服強度不小于520MPa、抗拉強度不小于725MPa、屈強比＜0.80的高強高韌性壓力容器用鋼無法通過熱軋工藝、TMCP+回火工藝或離線的淬火+回火工藝實現，而熱軋鋼板強度雖然能實現屈強比＜0.80要求，但是熱軋態鋼板的低溫沖擊韌性普遍較低，或低溫沖擊韌性滿足要求，無法滿足壓力容器低溫斷裂韌性的要求，且不符合壓力容器的工程應用要求。并且作為移動式壓力容器用的鋼板在罐體整體制造后，要經過焊接及焊后熱處理才能應用，所以鋼板采用熱處理態才能實現鋼板性能相對穩定，而采用現有熱軋工藝直接生產鋼板的性能穩定性還不足，罐車整體制造安裝后，安全風險較大。

中國專利公告號為CN 102618784 B的專利文獻，公開了一種60公斤級低成本、高韌性鋼板及其制造方法，其存在的不足是利用其設計成分及軋制和熱處理工藝，鋼板的生產成本較高，且鋼板的強度及屈強比較低，且鐵素體晶粒的晶粒尺寸大，低溫沖擊韌性較差，低溫斷裂韌性不足。

中國專利公告號為CN 102719737 B的專利文獻，公開了一種屈服強度為460MPa級正火高強韌鋼板及其制造方法，但其抗拉強度范圍是≥570MPa，并且未提及該鋼的實際焊接性及焊接性能，同時該鋼的鐵素體珠光體組織有明顯的帶狀組織，帶狀組織會使鋼板的性能存在較大的各向異性，損害鋼的低溫斷裂韌性。并且該鋼的鐵素體晶粒度僅為10級，鐵素體晶粒較大，抗低溫斷裂的抗力較差。

中國專利申請號為CN201410613657.5的專利文獻，公開了一種釩氮復合微合金化高強度壓力容器鋼板及制備方法，采用控制軋制狀態達到較高的強度級別，但其鋼板的屈強比無法保證在0.75以下，且應用在低溫壓力容器用鋼環境下，要經過SR(消除應力)熱處理，鋼板的強度及韌性無法滿足壓力容器的技術要求。

發明內容

本發明的目的是提供一種正火型高強度高斷裂韌性壓力容器用鋼板，它不僅抗拉強度高、低溫斷裂韌性好，而且焊接性能好、生產成本也低。

為實現上述目的，本發明提供一種正火型高強度高斷裂韌性壓力容器用鋼板，它的化學成分按質量百分數計為：C：0.185～0.250％、Si≤0.40％、Mn：1.25～1.60％、P≤0.010％、S≤0.003％、Ni：0.10～0.40％、V：0.18～0.25％、N:0.0090～0.0250％，Alt≤0.015％，其余為Fe及不可避免的雜質。

優選的，所述鋼板中的C、V、N的質量百分數滿足：9≤V/N≤26，V/(3.5N)≤20(C+V)≤55V/3(C+V)。

更優選的，所述鋼板的化學成分按質量百分數計為：C：0.19～0.25％、Si：0.10～0.40％、Mn：1.25～1.50％、P≤0.010％、S≤0.010％、Ni：0.10～0.40％、V：0.18～0.24％、N：0.0095～0.0230％、Alt：0～0.012％，其余為Fe及不可避免的雜質。

更優選的，所述鋼板的化學成分按質量百分數計為：C：0.19～0.24％、Si：0.15～0.35％、Mn：1.25～1.45％、P≤0.010％、S≤0.002％、Ni：0.10～0.40％、V：0.185～0.23％、N：0.0100～0.0220％，Alt：0～0.011％，其余為Fe及不可避免的雜質。

優選的，所述鋼板的金相組織為鐵素體+珠光體細晶粒鋼，其中鐵素體晶粒度為12～15級。

本發明中各元素及主要工藝的作用及機理：