[发明专利]对焊后热处理具有优异抗性的高强度钢板及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于处在潮湿的硫化氢环境中的原油精炼设备、储油罐、热交换器、反应炉、冷凝器等的钢板，更具体而言，涉及一种对焊后热处理(PWHT，Post Weld Heat Treatment)也具有优异强度和韧性的钢板，及该钢板的制备方法。

背景技术

由于高油价时代及近来日益短缺的石油供应，导致近年来正积极开采处于恶劣环境中的油田的趋势，据此用于精炼和储存原油的钢材厚度日益增加。

实施焊后热处理(PWHT，Post Weld Heat Treatment)是为了消除在用具有稳定形状和尺寸的物体进行焊接期间产生的应力，和防止钢在焊接——在上述使钢增厚的基础上——后结构发生变形。但是，经过很长时间的PWHT处理的钢板存在的一个问题在于，钢板的抗拉强度可能会由于钢板结构的粗大化而降低。

更确切而言，长时间的PWHT处理后导致这样一种现象：由于基质结构（Matrix）和晶粒边界的软化、晶粒的生长、碳化物的粗大化等，钢板的强度和韧性同时降低。

日本专利公开文本No.1997-256037中公开了一种防止在经上述长时间的PWHT热处理后物理性能特性降低的方法，该方法通过下述操作能够保证实施PWHT时间最长至16小时：对钢锭实施加热和热轧处理，以重量%计，所述钢锭含有0.05-0.20%的C、0.02-0.5%的Si、0.2-2.0%的Mn、0.005-0.10%的Al，且根据需要，其还含有选自Cu、Ni、Cr、Mo、V、Nb、Ti、B和Ca及稀土元素中的一种或两种以上，余量物为铁和不可避免的杂质；在室温下空气冷却经热轧的钢板；和在Ac1至Ac3的转换点下加热并进行缓慢冷却。

但是，上述技术存在的问题为，当钢的增厚和焊接条件较严格时，上述PWHT保证时间极为不够，且无法采用比所述PWHT保证时间更长的PWHT处理。

因此，需要对具有严格的增厚和焊接条件的PWHT的抗性高的钢，使得钢板的强度和韧性即使在实施长时间的PWHT之后也不会降低。

发明内容

技术问题

本发明的一个目的是提供一种具有优异焊后热处理(PWHT)抗性的高强度钢板，其强度和韧性即使在实施长时间的焊后热处理（Post Weld Heat Treatment，PWHT）之后也不会降低；和一种该钢板的制备方法。

技术方案

本发明提供一种对焊后热处理(PWHT)具有优异抗性的高强度钢板，该钢板的组成为，含有以重量%计的：0.1-0.3%的C;0.15-0.50%的Si;0.6-1.2%的Mn;0.035%以下的P;0.020%以下的S;0.001-0.05%的Al;0.01-0.35%的Cr;0.005-0.2%的Mo;0.005-0.05%的V;0.001-0.05%的Nb;0.001-0.05%的Ti;0.0005-0.005%的Ca;0.05-0.5%的Ni;选自0.005-0.5%的Cu、0.005-0.2%的Co和0.005-0.2%的W中的一种以上物质;和Fe以及不可避免的杂质，其中所述组成满足以下关系式：

Cu+Ni+Cr+Mo:1.5%以下，

Cr+Mo:0.4%以下，

V+Nb:0.1%以下，且

Ca/S:1.0以下。

此外，本发明提供一种具有优异焊后热处理（PWHT）抗性的高强度钢板的制备方法，该方法包括以下步骤：

将满足所述组成范围的钢锭再加热至1050℃-1250℃的温度范围；

在T_nr至T_nr+100℃的温度范围内热轧该经再加热的钢锭；

通过将所述经热轧的钢板在850℃-950℃的温度范围内保持1.3×t+(10-30分钟)而实施热处理，其中t为钢材的厚度(mm)；和

以0.1-10℃/sec的冷却速率冷却所述经热处理的钢板。

发明效果

根据本发明，可提供一种具有500MPa以上的强度并且强度和韧性即使在PWHT达到100小时后仍不会劣化、且具有优异抗氢诱导开裂性的高压容器用钢板。

具体实施方式

下文将详细描述本发明。

首先，详细描述本发明的组分范围（下文称为“重量百分比（wt%）”）。