[发明专利]抗HIC压力容器用钢Q345R-Z35特厚板及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及到钢材，具体涉及到一种抗HIC压力容器用钢Q345R-Z35特厚板及其生产方法。

背景技术

随着容器、管线用钢强度等级的提高，钢板厚度的增加，使用时间的增长，氢致裂纹(HIC)的问题便不断出现，氢致裂纹导致钢构件承载能力下降，引发灾难。抗层状撕裂性能钢又称Z向钢，它主要采用钢板厚度方向拉伸试验的断面收缩率ψZ来评价抗层状撕裂能力，为保证钢构件的安全性，在制造中通常也考虑要钢板的抗层状撕裂性能。对于即抗氢致裂纹又抗层状撕裂的压力容器钢板，国内外很少有研究和报道。

发明内容

针对上述问题，发明人经过摸索，获得了一种抗氢致裂纹又抗层状撕裂的抗HIC压力容器用钢Q345R-Z35特厚板及其生产方法，从而完成了本发明。

因此，本发明的目的在于提供一种抗氢致裂纹又抗层状撕裂的抗HIC压力容器用钢Q345R-Z35特厚板。

本发明的另一目的在于提供该钢板的生产方法。

为达到上述第一个目的，本发明采取的技术方案是该抗HIC压力容器用钢Q345R-Z35特厚板包含如下质量百分比的化学成分(单位，wt％)：

C：≤0.20、Si：≤0.55、Mn：1.20～1.60、P：≤0.025、S：≤0.005、微合金化元素(V+Nb+Ti)：≤0.10、A1s：≥0.015，其它为Fe和残留元素。

上述化学元素的作用分析如下：

C：是钢中最基础的强化元素，提高强度，但C影响钢的焊接性能和影响韧性。综合考虑，碳的含量尽量控制的低一些。

Si：是固溶强化元素，对提高钢板的强度有利。

Mn：是固溶强化元素，对提高钢板的强度和韧性均有利。

P：对焊接不利，且具有一定的冷脆性，在本钢种中属于有害元素，应控制的尽量低。

S：易形成MnS类夹杂物，具有一定的热脆性，在本钢种中属于有害元素，应控制的尽量低。

Nb、Ti、V：在钢中能够与C、N结合，形成微细碳化物或碳氮化物，能起细化晶粒和弥散强化作用，从而达到有效提高钢材的强韧性的综合效果。

Al：可以起到强脱氧作用和细化晶粒强化作用。

为达到上述目的，本发明采取的生产方法包括以下步骤：铁水KR脱硫、转炉冶炼、LF精练、VD真空脱气、模铸浇注、钢锭加热、3800轧机轧制、ACC冷却、矫直、钢板堆冷、正火热处理等工艺；其中，在所述轧制步骤中，粗轧阶段采取高温低速大压下工艺，二阶段采取＞2.0H的晾钢厚度轧制，ACC采用合适的辊速和3～10℃/S的冷速；在所述热处理步骤中，正火温度选择在Ar3+(20～60℃)区间，采用(1.8～2.0)min/mm+30min的保温时间，加热温度为1250～1280℃，保温时间为10～12h，冷却采用风冷到400±30℃后再空冷；在所述转炉冶炼步骤中，出钢碳≥0.05％，出钢P≤0.015％，S≤0.012％；点吹次数小于2次；在所述控轧控冷步骤中，采用II阶段控制轧制，在第一阶段的轧制中，使道次压下率大于静态再结晶的临界压下率且总变形量大于50％，二阶段开轧温度小于880℃，同时总变形量50％～80％，第一阶段开轧温度控制在1050～1150℃之间，采用高温低速大压下轧制，道次压下量30～50mm；当温度不低于960℃时，停轧晾钢，晾钢厚度为成品厚度的2.0倍以上；当轧件温度为880℃时，开始第二阶段轧制，道次压下量控制在15～30mm，最后三道次压下率≥13％，逐道递增；终轧温度控制在800～860℃；轧制完毕后采用ACC控冷，终冷温度控制在650～720℃之间。

本发明采用模铸浇注、3800mm轧机轧制、正火热处理工艺开发并批量生产了82mm厚Q345R-Z35锅炉压力容器用钢板，钢板超声波探伤全部符合JB/T 4730-2008一级标准，钢板屈服强度平均为350MPa，比标准相富余45MPa；抗拉强度平均为520MPa，比标准富余30MPa，伸长率平均值为28％，比标准富余8％；平均冲击功为144J，抗层状撕裂厚度拉伸性能全部合格，抗氢致开裂性(HIC)试验检测结果表明，裂纹敏感率CSR(％)、裂纹长度率CLR(％)、裂纹宽度率CTR(％)均为0。通过进行合理的成分设计、工艺路线设计，开发出了特厚压力容器用钢板Q345R-Z35，检测结果表明，一级探伤合格率、性能初验合格率均达到100％，此外抗层状撕裂性能达到Z35级别，抗氢致裂纹检测结果优异。

附图说明

下面结合附图，对本发明做进一步阐述。

图1是本发明Q345R-Z35TMCP组织图。