[發明專利]低溫壓力容器用鋼板及其制造方法

有效

• 申請號: 201711139404.9
• 申請日: 2017-11-16
• 公開（公告）號: CN107937805B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 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;C22C38/06;C22C38/12;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;唐玲

本發明公開了一種低溫壓力容器用鋼板及其制備方法，該鋼的化學成分及其重量百分比如下：C：0.110～0.140％、Si≤0.15％、Mn：1.30～1.60％、P≤0.015％、S≤0.005％、V：0.21～0.30％、N：0.0090～0.0220％，Alt≤0.020％，其余為Fe及不可避免的夾雜，同時滿足：1.6≤V/C≤2.8，0.9≤V/(C+Si)≤1.25。本發明鋼強度高、低溫沖擊韌性好，?70℃KV₂≥100J，為低溫壓力容器提供了一種優良的制作材料，不但為移動式壓力容器的大型化和輕量化奠定了基礎，也大幅度提高了移動式壓力容器的運載效率和經濟效益。

技術領域

本發明涉及低合金鋼，具體地指一種低溫壓力容器用鋼板及其制造方法。

背景技術

制冷與低溫技術在現代工業和科學研究中的重要性日益增加，低溫設備在國民經濟中的應用也日趨廣泛。低溫機械的設計最終會面臨兩個問題，其一是選擇用來制造這種裝置的合適材料；其二是進行所選材料在工作條件下的強度計算。與一般的工程設計不同、低溫設備材料的選擇在很大程度上受低溫的工作條件和材料機械迫在及物理性能的制約。因而，了解低溫下材料的特殊性質，擁有它們的物性數據，正確選擇合適的低溫材料，是研制和設計低溫機械、保證其可靠持久地安全運行的重要條件。為了保證低溫裝置的安全運行，用于制造低溫設備的金屬材料必須在低溫下有足夠的塑性和韌性，并有較高的機械強度，且有穩定的金相結構和良好的工藝性能。

移動式壓力容器主要分為汽車罐車、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。目前國內使用的移動式壓力容器用鋼中多為正火型壓力容器用鋼，且多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。

鎳為非碳化物形成元素，它和碳作用不形成碳化物，但與鐵形成α和γ固溶體，鎳含量的增加，奧氏體的穩定性增大，因此鎳是形成和穩定奧氏體的元素，鎳是提高鋼的低溫韌性、降低脆性轉變溫度最有效的元素。目前常用的鎳系低溫鋼有1.5Ni、2.5Ni、3.5Ni、5Ni等含Ni較高的鋼，鎳系低溫鋼存在以下問題：1)Ni是一種較貴重元素，約280000元/噸，增加了成本；2)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。因此探索低成本而又能保證良好的低溫韌性的生產工藝便成為低溫容器用微合金高強鋼亟待解決的技術問題。

中國專利公開號為CN 101497961 B的專利文獻，公開了一種低溫韌性1.5Ni鋼及其制造方法，其化學成分的重量百分配比為：C0.02～0.10wt％，Si0.22～0.30wt％、Mn1.00～1.50wt％、V≤0.08wt％、Ni1.20～1.60wt％、S≤0.005wt％、P≤0.010wt％、Nb≤0.03wt％、Ti≤0.04wt％、Al≤0.04wt％，N0.002～0.005wt％，其余為Fe和不可避免的雜質。該發明鋼以微合金鋼經控制軋制后，調質處理的方法生產種屈服強度達400MPa以上、抗拉強度500MPa以上、低溫沖擊韌性滿足-100℃要求的高強度低溫壓力容器鋼板的方法。其存在的不足是成分中采用較高的Ni含量，熱處理工藝采用兩道熱處理工藝，二者促使鋼板的生產成本增加，且鋼板的強度及屈強比不能滿足該發明所述要求，且鐵素體晶粒混晶嚴重，且較本發明鋼的晶粒尺寸大，低溫沖擊韌性較差。