[发明专利]一种水电用大厚度易焊接调质高强度钢板及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水电用大厚度易焊接调质高强度钢板，同时涉及一种该钢板的生产方法。

背景技术

目前国外额定功率最大的水轮发电机组为700MW，共23台。我国已经投运的700MW及以上水轮发电机组达到了近50台，预计还有35台额定功率为700MW及以上的水轮发电机组将在2015年前投产发电，其中最大额定功率的为向家坝水电站的8台800MW水轮发电机组和溪落渡水电站的18台770MW水轮发电机组。

巨型水轮发电机组的应用涉及机组及配套设备制造。机组容量和运行水头均高于三峡机组，因此对钢板厚度和性能的要求进一步提高，已超出现有水轮发电机组的所用钢板范围。由于超大的厚度(最厚达230mm)、较高的焊接性能要求，水轮发电机组座环上下环板用大厚度500MPa级可焊接调质高强度钢板一直以来依赖于进口。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种水电用大厚度易焊接调质高强度钢板及其生产方法，以提高钢板的厚度、焊接性能、抗层状撕裂性能、强度以及低温冲击韧性。

为实现以上目的，本发明所采用的技术方案是，一种水电用大厚度易焊接调质高强度钢板是由以下重量百分比的组分组成：C：0.15％～0.18％，Si：0.15％～0.35％，Mn：0.90％～1.00％，P≤0.012％，S≤0.005％，Ni：1.52％～1.60％，Cr：0.30％～0.40％，Nb：0.020％～0.030％，Al：0.020％～0.050％，Mo：0.20％～0.30％，V：0.055％～0.065％，B：0.0007％～0.0015％，Ti：0.015％～0.025％，余量为Fe和不可避免的杂质。

所述钢板的最大厚度为230mm。

同时，本发明的技术方案还采用了一种水电用大厚度易焊接调质高强度钢板的生产方法，包括如下步骤：

(1)冶炼：将含有以下重量百分比C：0.15％～0.18％，Si：0.15％～0.35％，Mn：0.90％～1.00％，P≤0.012％，S≤0.005％，Ni：1.52％～1.60％，Cr：0.30％～0.40％，Nb：0.020％～0.030％，Al：0.020％～0.050％，Mo：0.20％～0.30％，V：0.055％～0.065％，B：0.0007％～0.0015％，Ti：0.015％～0.025％组分的钢水先经电炉冶炼，送入LF精炼炉精炼，当钢水温度达到或超过1640±10℃时转入VD炉真空脱气处理，VD前加入CaSi块≥100kg/炉或Fe-Ca线400～450m改变夹杂物形态；

(2)模铸：采用大型扁钢锭模进行浇注，并采用惰性气体保护浇注；

(3)加热：最高加热温度为1240℃，均热温度为1180～1200℃，总加热时间为24～30h，均热时间≥5h；

(4)轧制：采用高温再结晶工艺控制轧制工艺，开轧温度为1000～1050℃，低速大压下量轧制，单道次压下量为10～20％，终轧温度为940±20℃，累计压下率为70～80％；

(5)轧后水冷：钢板轧后快速水冷至780～810℃；

(6)热堆垛：水冷后及时避风堆垛，堆垛温度为650～680℃，堆垛时间为72h，得到钢板粗品；

(7)热处理：

亚温淬火：对钢板粗品在760℃～800℃进行加热保温处理，然后快速放入淬火池用水介质淬火，钢板入水前水温不高于25℃，出水后水温不高于30℃，钢板入水时间控制在60～70min之间；

回火：回火温度在660～680℃之间，保温时间在3.5～4.0min/mm，得到成品钢板。

步骤(1)所述的真空脱气处理的真空度≤66.6Pa，真空保持时间≥25min。

步骤(2)所述的浇注温度为1545～1555℃，扁钢定模的最小厚度为780mm。

本发明的大厚度易焊接调质高强度钢采用碳、锰固溶强化；加入少量的Nb、V细化晶粒，其碳氮化物起到弥散强化作用；镍作为主要强化元素，既可以保证钢的低温韧性，也可以改善钢的焊接性能；通过后续合理的热处理工艺，钢板具有大的厚度和良好的性能。

钢板各组分及含量在本发明中的作用是：

C：0.15％～0.18％，碳对钢的屈服强度、抗拉强度、焊接性能产生显著影响。碳通过间隙固溶能显著提高钢板强度，对于230mm厚的钢板，保证一定量的碳含量是必须的，但含碳量过高又会影响钢的焊接性能及韧性。