[發明專利]一種超低溫儲罐用鋼板15MnNiNbDR的制備方法

在審

• 申請號: 202011333308.X
• 申請日: 2020-11-24
• 公開（公告）號: CN112575255A
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 朱書成;楊陽;許少普;李忠波;劉慶波;康文舉;王希彬;薛艷生;袁恒;任義;朱先興;袁髙儉;鄭海明;白藝博;楊春;王勇
• 申請（專利權）人: 南陽漢冶特鋼有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/48;C22C38/46;C22C38/42;C22C38/44;C22C33/04;C21D8/02;C21D9/00;C21D1/28;C21D1/18
• 代理公司: 北京盛凡智榮知識產權代理有限公司 11616
• 代理人: 戴龍澤

本發明公開了一種超低溫儲罐用鋼板15MnNiNbDR的制備方法，通過合理的成分設計和包括潔凈鋼冶煉、加熱、軋制、堆冷、正火熱處理及緩冷自回火等一系列的工藝措施，尤其是采用正火+緩冷自回火工藝，其屈服強度與標準比富裕40?60MPa,抗拉強度與標準比富裕20?50MPa,伸長率與標準比富裕量控制在3％?5％，?50℃V型沖擊功在140?180J,進行620±10℃保溫6?12h模擬焊后熱處理，性能依然滿足15MnNiNbDR技術要求，同時由于縮短了熱處理工序，具有降低生產成本、提高生產效率、減少物料在線占壓的優勢，有很好的市場推廣價值。

技術領域

本發明屬于中厚板生產領域，尤其是涉及一種超低溫儲罐用鋼板15MnNiNbDR的制備方法。

背景技術

壓力容器用鋼為特種設備用鋼，面臨的使用環境惡劣，安全性高，為了保證移動低溫儲罐容器的安全性，只能增加鋼板的厚度，這樣增加了移動容器低溫儲罐自身的重量，減少了車載移動容器容量，增加了運輸成本，同時也浪費了寶貴的鋼鐵資源,這也是制造行業面臨的難題。為保證強度高韌性好的壓力容器板，從而來制作輕量化、安全化的移動容器用材成了擺在冶金行業面前的難題，所以在制備倡導綠色環保、節能降本的前提下，超低溫移動低溫儲罐需選用高強度、高韌性用材至關重要，為此進行超低溫移動儲罐鋼15MnNiNbDR制備的研究。

但在傳統制備工藝中，鋼板需經過正火+回火處理，一方面生產成本高，另一方面工藝流程長，容易造成鋼板在線占壓，影響物流。

發明內容

為解決上述技術缺陷，本發明的目的是提供一種超低溫儲罐用鋼板15MnNiNbDR的制備方法，能有效達到節能環保、降低成本、簡化生產流程的效果。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：一種超低溫儲罐用鋼板15MnNiNbDR的制備方法，該制備方法包括KR鐵水脫S、轉爐冶煉、LF精煉、VD真空精煉、連鑄澆注、板坯加熱、軋制、堆冷、正火熱處理、性能檢驗及切割入庫，其特征在于：正火熱處理中增加緩冷自回火工藝，使該超低溫儲罐用鋼板在620±10℃、保溫6-12h條件下進行模擬焊后熱處理，滿足15MnNiNbDR技術要求的性能；

其中，正火溫度控制在860-870℃,保溫時長2.5-2.8min/mm，使得原子重新排列組合,使不平衡組織逐步轉變為平衡組織,采用臨界正火溫度，縮小奧氏體晶粒，出爐后采用淬火機低壓段進行層流冷卻,冷卻速度在1～3℃/S,控冷至560-580℃,快冷可以縮小珠光體的片層間距，得到細小的鐵素體+珠光體組織，鋼板冷卻至480-520℃吊裝入緩冷坑進行自回火緩冷12h處理。

進一步地，通過上述方法獲得的超低溫儲罐用鋼板厚度為10-150mm。

通過上述方法獲得的超低溫儲罐用鋼板包含如下質量百分比的化學成分(單位，wt％)：C：0.12～0.15％、Si：0.15～0.35％、Mn：1.35～1.50％、P：≤0.15％、S：≤0.008％、Nb:0.25～0.35％、V:0.015～0.030％、Ni:0.30～0.33％、Als：0.015-0.020％，其它為Fe和殘留元素；鋼板的碳當量Ceq≤0.43，其組織為細小的鐵素體+珠光體。

需要說明的是，鋼板成分中設計的V元素，可以在自回火過程起到析出強化的作用，V是鋼中的強碳化物形成元素，VC、V(CN)的沉淀強化作用可以明顯提高鋼的強度，在模擬焊后高溫高壓下可提高抗高溫能力，并且在高溫下以極緩慢的速度長大，從而保證鋼板良好的中高溫力學性能，確保鋼板在進行模擬焊后熱處理后的性能依然穩定。

對于C-Mn-Nb鋼,在1150℃時鋼中Nb(NC)析出相基本溶解完畢，約95％的Nb固溶入鋼中，可防止奧氏體晶粒粗化，因此板坯加熱工序中，預熱段溫度900-1000℃，加熱段溫度1130-1150℃，保溫段溫度1180-1200℃，加熱時長按13-15min/cm控制。