[發明專利]一種20～150mm厚核電旋塞部件碳鋼鋼板的生產方法

在審

• 申請號: 202011398974.1
• 申請日: 2020-12-01
• 公開（公告）號: CN112553529A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 許少普;李亮;李忠波;李嘎子;康文舉;陳學良;曹強;陳亞麗;卓玉俠;符可義;朱先興;袁髙儉;任義
• 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;C22C38/46;C22C38/48;C22C38/50;C21D8/02;C22C33/04;B21C37/02
• 代理公司: 北京盛凡智榮知識產權代理有限公司 11616
• 代理人: 林燕

本發明公開了一種20～150mm厚核電旋塞部件碳鋼鋼板的生產方法，所述鋼板含有以下化學成分：C、Si、Mn、P、S、Nb、Cr、V、Ni、Al、Ti，其它為Fe和殘留元素；經潔凈鋼冶煉、水冷模鑄、鋼錠加熱、開坯軋制、大坯分割及清理、小坯加熱、小坯軋制、堆冷、熱處理等生產工序，獲得的鋼板具有均勻細小的鐵素體+珠光體組織，綜合性能優良，進行600±15℃保溫30±0.5h的模擬焊后熱處理，性能依然滿足核電鋼質量要求。

技術領域

本發明涉及中厚板生產領域，尤其涉及一種20～150mm厚核電旋塞部件碳鋼鋼板的生產方法。

背景技術

核電旋塞部件屬于核反應堆內的換料系統，使用的碳鋼鋼板要求具有比較高的強度，良好的低溫沖擊性能、Z向性能，高溫拉伸性能，比較低的無塑性轉變溫度，同時要求零部件在焊后熱處理具有同樣的力學性能指標，質量要求遠遠高于普通的碳鋼鋼板。

發明內容

為解決上述技術缺陷，本發明的目的是提供一種20～150mm厚核電旋塞部件碳鋼鋼板的生產方法，能滿足核電旋塞部件對力學性能和質量指標的要求。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：一種20～150mm厚核電旋塞部件碳鋼鋼板的生產方法，該鋼板的化學成分按照質量百分比計為：C：0.15～0.17、Si：0.30～0.35、Mn：1.0～1.1、P≤0.010、S≤0.005、Nb：0.005～0.010、Cr：0.18～0.20、V：0.018～0.020、Ni：0.26～0.29、Al：0.02～0.03，Ti≤0.010，其它為Fe和殘留元素，碳當量：0.38％～0.42％，所述鋼板具有均勻細小的鐵素體+珠光體組織；

成品厚度＜100mm的所述鋼板采用軋制+正火快冷的熱處理工藝，成品厚度≥100mm的所述鋼板采用軋制+正火快冷+回火的熱處理工藝，獲得的鋼板進行600±15℃保溫、30±0.5h的模擬焊后熱處理：熱處理溫度在400℃以上時，加熱和冷卻速率＜50℃/h，性能滿足核電旋塞部件的鋼板技術要求。

需要說明的是，在成分設計方面，采用中碳的成分設計可保證鋼板的抗拉強度，同時不惡化鋼板的低溫沖擊性能；添加微合金元素Nb、Cr、V，可提高鋼板模擬焊后熱處理的強度；添加少量Ni元素，可降低鋼板的脆性轉變溫度，提高厚度1/2位置的低溫沖擊韌性。

進一步地，所述鋼板的生產方法還包括潔凈鋼冶煉、水冷模鑄、鋼錠加熱、開坯軋制、大坯分割及清理、小坯加熱、小坯軋制、堆冷、熱處理，具體如下：

a.潔凈鋼冶煉：到站鐵水經轉爐冶煉、LF精煉及VD真空脫氣，獲得潔凈鋼水，定氫1.6PPm，離站溫度1580～1600℃；

b.水冷模鑄：澆鑄前吹氬流量50～60NL/min，時間控制在15～18min，保證Al2O3夾雜物上浮并吸附在渣層中，澆鑄溫度控制在1558～1562℃之間，本體澆鑄時間15～18min，冒口澆鑄時間5～8min，澆鑄完畢后在冒口均勻覆蓋保護渣及碳化稻殼，同時在鋼水中加入發熱劑，提高冒口端鋼水溫度，提高保溫效果；

c.鋼錠加熱：鋼錠裝爐溫度150～200℃，裝爐時爐溫＜600℃，按照1240～1260℃保溫，保溫時間按照H×9～11min/cm計算，其中H為鋼錠厚度值，以厘米計；

d.開坯軋制：軋制過程采用熱軋工藝，軋制到500mm以下時采用大壓下軋制工藝，末道次壓下率＞15％，大坯厚度250～480mm，保證大坯軋制鋼板的壓縮比＞3.0；

e.大坯分割及清理：按成品要求將大坯分割成小坯，小坯表面裂紋、表面麻點、四周火切渣清理干凈后再次加熱；

f.小坯加熱：小坯采用三階段加熱，一階段加熱溫度950～1000℃，二階段加熱溫度1220～1240℃，三階段加熱溫度1200～1220℃，總加熱時間按照H×8～10min/cm控制，其中H為小坯厚度值，以厘米計；