[发明专利]大容量高压气瓶钢及其生产方法

说明书

技术领域

本发明属于钢铁生产领域，具体涉及一种大容量高压气瓶钢及其生产方法。

背景技术

随着经济的快速发展，无缝气瓶朝着高强度、高韧性、轻型化及大容量方向发展。而且，气瓶的服役条件恶劣，基准工作压力达20Mpa或30MPa以上，工作温度在-50～80℃区间，频繁充装高压气体及移动，需要更高的安全性。

GB24160《钢内胆环向缠绕玻璃纤维复合材料车用压缩天然气气瓶》规定CNG气瓶应采用优质铬钼钢制造，钢的化学成分为：C≤0.37％、Si 0.15％-0.37％、Mn 0.40％-0.90％、Cr 0.80％-1.20％、Mo 0.15％-0.35％、P≤0.020％、S≤0.020％、P+S≤0.030％、Cu≤0.20％。该标准是根据CNG汽车的不同使用要求确定的成分，范围较宽，实际生产中既要保证钢的强度，又要保证钢的冲击性能尤其是低温冲击韧性，控制起来较难。

《现代冶金》杂志(2009年4月，第37卷第2期，第17-20页)报道了轧制气瓶用34CrMo4连铸坯生产实践，该文章只介绍了钢坯质量控制，P、S及夹杂控制，未对C、Si、Mn、Cr、Mo的控制进行介绍，调质处理钢的平均抗拉强度1050兆帕，平均伸长率为14.0％，平均常温冲击功为100焦耳。该发明的缺点是轧制后的钢坯需入坑缓冷，且未对钢的低温冲击韧性进行研究。

《国外钢管》杂志(2000年6月，第29卷第3期，第49-50页)报道了高强钢制轻型高压气瓶的使用性能与制作，其钢种为38CrNi3MoVA，其中Cr为1.30％左右、Mn为0.40％左右、Mo为0.40％左右，且还含有0.15％以上的钒，该钢具有较高的高温强度，使用温度一般在从一50℃到+200～C、工作压力高达40MPa。该发明的生产成本远远高于本发明。

CN101818309A公开了一种气瓶钢及其制造方法，气瓶钢的成分为：C 0.32-0.36％、Si 0.20-0.35％、Mn 0.70-0.90％、Cr 0.90-1.10％、Mo 0.40-0.50％、Ti 0.01-0.03％、P≤0.015、S≤0.010、0：0.0020％，其余为Fe。制造方法包括下述步骤：(1)在EBT电炉中冶炼预处理铁水；(2)进LF炉前喂Al线，精炼时造弱电石渣进行还原，根据成份要求微调钢液成份；(3)VD真空脱气将钢包吊入真空罐进行真空脱气，并喂Al线、喂Si-Ca线；(4)浇注成钢锭；(5)将钢锭加热到1200±20℃；(6)轧制成钢坯；(7)将钢坯堆冷到室温；(8)钢坯精整将钢坯修磨，确保钢坯表面无裂纹缺陷。用本发明制的气瓶钢，抗拉强度Rm达1120-1250MPa，并且断后延伸率A达14～18％。该发明钢的C、Si、Mn、P、S含量与本发明相当，但是Mo含量远远高于本发明，且还需加入0.01％-0.03％的Ti，采用电炉冶炼、模铸，还要喂Si-Ca线处理，使工艺复杂，生产成本偏高。

CN1034761公开的是一种高压气瓶钢成分(重量％)为::C 0.27-0.36％，Si 0.20-0.40％，Mn 1.50-1.80％，P≤0.040％，S≤0.040％，V 0.07-0.14％，其余为铁。该发明依靠较高的Mn和钒来进行强化，生产成本高。

现有技术生产的34CrMo4钢，钢的强度高，塑韧性偏低，使用寿命低，难于满足气瓶的发展需要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种大容量高压气瓶钢，提高气瓶钢的强度及低温冲击韧性。

本发明解决上述技术问题的技术方案是提供一种大容量高压气瓶钢，其重量百分比组分为：C 0.33～0.38％、Si 0.15～0.35％、Mn 0.80～0.90％、Cr 1.05～1.2％、Mo 0.20～0.30％、Al 0.02～0.04％、P≤0.010％、S≤0.008％、P+S≤0.015％、Ni≤0.2％、Cu≤0.15％、Sn≤0.015％、As≤0.015％、H≤0.0002％、N≤0.007％、T[0]≤0.0020％，余量为铁。