[发明专利]抗高回火参数PWHT脆化的低温用特厚钢板及制造方法有效

专利信息
申请号: 201110071409.9 申请日: 2011-03-23
公开(公告)号: CN102691007A 公开(公告)日: 2012-09-26
发明(设计)人: 刘自成;施青;徐国栋 申请(专利权)人: 宝山钢铁股份有限公司
主分类号: C22C38/50 分类号: C22C38/50;C22C38/58;C21D8/02
代理公司: 上海开祺知识产权代理有限公司 31114 代理人: 竺明
地址: 201900 *** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 回火 参数 pwht 低温 用特厚 钢板 制造 方法
【说明书】:

技术领域

本发明涉及低温用钢板及其制造方法,特别涉及抗高回火参数PWHT脆化的低温用特厚钢板及其制造方法,该抗高回火参数焊后热处理(PWHT)脆化、可大线能量焊接且抗HIC及SCC的低温用50公斤级特厚钢板(≥50mm),主要用于LPG低温储罐、船用低温储罐、冰海区域海洋平台的制造用材。

背景技术

众所周知,低碳(高强度)低合金钢是最重要工程结构材料之一,广泛应用于石油天然气管线、海洋平台、船舶制造、桥梁结构、锅炉压力容器、建筑结构、汽车工业、铁路运输及机械制造之中。低碳(高强度)低合金钢性能取决于其化学成分、制造过程的工艺制度,其中强度、韧性和焊接性是低碳(高强度)低合金钢最重要的性能,它最终决定于成品钢材的显微组织状态。随着科技不断地向前发展,人们对钢的强韧性、焊接性及抗加工劣化性提出了更高的要求,即在维持较低制造成本的同时大幅度地提高钢板的综合机械性能和使用性能,以减少钢材的用量而节约成本,减轻钢构件自身重量、稳定性和安全性。

目前世界范围内掀起了发展新一代高性能钢铁材料的研究高潮,通过合金组合设计、革新控轧/TMCP技术及热处理工艺获得更好的显微组织匹配,从而使钢板得到更高的强度韧性匹配、抗HIC及SCC性能、更优良的焊接性。

现有技术制造-80℃的低温横向冲击韧性(单个值)≥80J的厚钢板时,一般要在钢中添加一定量的贵重合金元素Ni,以确保母材钢板具有优异的低温韧性;但是采用大线能量焊接时,焊接热影响区(HAZ)低温韧性发生比较严重的劣化,热影响区(HAZ)的低温韧脆转变温度一般比较难以达到-80℃。如欧洲专利EP 0288054A2、EP 0839921A1、美国专利US Patent4851052。大量专利文献只是说明如何实现母材钢板的低温韧性,对于如何在焊接条件下,获得优良的热影响区(HAZ)低温韧性说明得较少,尤其采用大线能量焊接时如何保证热影响区(HAZ)的低温韧性少之又少。例如日本专利昭63-93845、昭63-79921、昭60-258410、特平开4-285119、特平开4-308035、平3-264614、平2-250917、平4-143246、以及美国专利US Patent4855106、US Patent5183198、US Patent4137104。

中国专利申请号200810035029.8公开了“一种低温用钢及其制造方法”,其虽然成功地解决上述问题,但是该发明钢板没有涉及焊后热处理对钢板性能劣化规律的研究,钢板抗高回火参数PWHT脆化能力较差,在经过TP≥18.5×103模拟焊后热处理条件下,钢板-80℃低温冲击功单值全部低于80J,不能满足大型低温储罐制作要求(大型低温储罐在焊接制作完毕后,均需要整体热处理,消除焊接接头残余应力、稳定与软化焊接接头的显微组织,提高储罐在服役过程中的安全可靠性)。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抗高回火参数PWHT脆化的低温用特厚钢板及制造方法,钢板的技术指标为:在回火参数TP≥18.5×103(TP=T(20+lgt);其中TP为回火参数,T焊后热处理温度、温度单位为K,t为焊后热处理时间、时间单位为小时)焊后热处理条件下,钢板屈服强度≥300MPa、抗拉强度≥500MPa、-80℃低温冲击功单值Akv≥80J、Z向性能≥35%,并可以可大线能量焊接且抗HIC及SCC的低温用特厚钢板。

为达到上述目的,本发明的技术方案是:

抗高回火参数PWHT脆化的低温用特厚钢板,其成分重量百分比为:

C:0.030%~0.070%

Si:≤0.15%

Mn:1.30%~1.60%

P:≤0.013%

S:≤0.0025%

Als:0.040%~0.070%

Cu:0.10%~0.40%

Ni:0.25~0.65%

Cr:0.10%~0.30%

Mo:0.05%~0.25%

Ti:0.007%~0.013%

Nb:0.010%~0.030%

V:0.020%~0.050%

N:≤0.0045%

Ca:0.001%~0.004%

其余为铁和不可避免的夹杂;

且上述元素含量必须同时满足如下关系:

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