[发明专利]一种﹣140℃下具有高韧性的压力容器用钢及生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及容器用合金钢及其生产方法，具体地属于一种低温压力容器钢及其生产方法，进一步地为适于﹣140℃的压力容器钢及其生产方法。

背景技术

在本发明提出之前，虽然已有Ni系低温钢的一些研究工作，其思维路线是随着温度的降低而添加的Ni的含量要随之增加的方式，这造成生产成本偏高。如，经检索，日本专利文献JP60059032 公开了“一种优异低温韧性和低屈强比高镍钢板及其制造方法”，其成分质量百分比为C≤0.03，Si：0.02~0.22，Mn：0.05~0.47，P≤0.005，S≤0.005， Ni：7.5~12.0，Al：0.01~0.10，需要时可添加C、Mn或Nb（0.005~0.03）或V（0.005~0.03）等一种以上元素，其余为Fe和不可避免的杂质”。该文献所公开的钢种虽然可满足极低温度即-160℃使用环境要求，但其添加了7.5~12.0的Ni，导致生产成本高昂，应用受到限制。

日本专利JP7173534“一种含Ni高韧性低温钢板及其制造方法”，其成分质量百分比为C：0.01~0.12，Si：0.10~0.30，Mn：0.1~1.0，P≤0.010，S≤0.005，Al：0.005~0.050，Ni：7.5~10.0，其余为Fe和不可避免的杂质。其存在的不足镍含量仍然较高，即在7.5~10.0%。  

还有如中国专利专利申请号为201110331478.9的文献，公开了“一种高韧性-130℃低温钢及其制造方法”，所涉及钢具有下列成分及质量百分比为C≤0.12，Si：0.10~0.35，Mn：0.30~1.00， P≤0.015，S≤0.005，Ni：4.70~5.30，Al：0.005~0.10，此外还含有Nb≤0.040，V≤0.06，Cr≤0.25，Mo≤0.50，Zr≤0.050，RE≤0.020中的一种或一种以上，其余为Fe和不可避免的杂质。该文献中Ni为含量4.70~5.30%，相对其日本专利较低，但其适应温度只有-130℃，不能适用于更低温度环境下的压力容器的制作。

发明内容

本发明的目的在于克服现有低温容器用钢钢种的合金尤其是Ni含量偏高，温度与含Ni成反比关系的不足，提供一种-140℃下KV₂不低于100J，横向裂纹厚度率CTR≤3%，横向裂纹长度率CLR≤10%，横向裂纹敏感率CSR≤1.5%，Ni含量低，焊接性能优良的适于﹣140℃的压力容器钢及其生产方法。

实现上述目的的措施：

一种﹣140℃下具有高韧性的压力容器用钢，其组分及重量百分比含量为：C≤0.05，Si≤0.05，Mn：0.50~1.00，P≤0.006，S≤0.003，Alt：0.015~0.050，Ni：4.50~5.30，Nb：0.02~0.05，Ti：0.008~0.025，N≤0.004，此外还含有Cr≤0.50，Mo≤0.50，Cu≤0.30，Ca≤0.005，中的一种或者一种以上，余量为Fe及不可避免的夹杂。

一种﹣140℃下具有高韧性的压力容器用钢，其组分及重量百分比含量为：C≤0.03，Si≤0.05，Mn：0.60~1.00，P≤0.006，S≤0.003，Alt：0.015~0.050，Ni：4.50~5.00，Nb：0.02~0.05，Ti：0.008~0.025，，N≤0.004，Cu：0.10~0.30，Ca：0.002~0.005，余量为Fe及不可避免的夹杂。

一种﹣140℃下具有高韧性的压力容器用钢，其组分及重量百分比含量为：C：0.03~0.05，Si≤0.05，Mn：0.50~0.80，P≤0.006，S≤0.003，Alt：0.015~0.050，Ni：5.00~5.30，Nb：0.02~0.05，Ti：0.008~0.025，，N≤0.004，Cr：0.10~0.40，Mo：0.20~0.40，Ca：0.002~0.005，余量为Fe及不可避免的夹杂。

生产一种﹣140℃下具有高韧性的压力容器用钢的方法，其步骤为：

1）冶炼并连铸成坯：在LF炉中进行Ca处理，控制钢液中Ca在目标之内；控制RH真空处理时间不低于20分钟；

2）对铸坯加热，控制加热温度在1200~1300℃，控制加热速率在9~12分钟/厘米；

3）进行第一粗轧阶段，控制本阶段的开轧温度不低于1100℃；

4）经第一次待温后，在开轧温度为1000℃~1050℃下进行第二阶段粗轧；