[发明专利]加钒铬钼钢板及其生产方法

说明书

技术领域

本发明属于钢铁冶金技术领域，尤其是一种加钒铬钼钢板及其生产方法。

背景技术

2012年10月，12Cr2Mo1VR牌号钢在 GB713-2008《锅炉和压力容器用钢板》第1号修改单中被纳入标准规范，说明在锅炉和压力容器用钢领域，加钒铬钼钢板已经受到越来越多的重视。加V铬钼钢由于比12Cr2Mo1R钢板（美标SA387Gr22，欧标13CrMo9-10）具有更高的强度和更好的高温蠕变性能，能够满足压力容器更高使用温度和轻量化的要求，因此应用越来越广泛。虽然国内设备制造厂技术日益成熟，已经能够较好地控制焊接质量，但由于加V铬钼钢合金含量较高，在制造时容易产生焊接延迟裂纹和再热裂纹，在一定程度上限制了其应用。长时间以来国内钢厂生产的铬钼钢板一直存在母材硬度偏高，焊接时易裂的问题，因此国内设备制造厂订购加钒铬钼钢板时基本上依靠进口。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种硬度较低、有效降低焊接时裂纹产生的加钒铬钼钢板；本发明还提供了一种加钒铬钼钢板的生产方法。

为解决上述技术问题，本发明由以下重量百分含量的组分组成：0.11%≤C≤0.15%，Si≤0.10%，0.40%≤Mn≤0.60%，P≤0.008%，S≤0.005%，2.00%≤Cr≤2.50%，1.00%≤Mo≤1.10%，0.25%≤V≤0.35%，0.10%≤Ni≤0.20%，Nb≤0.05%，Cu≤0.20%，Sb≤0.003%，Sn≤0.010%，As≤0.010%，余量为Fe和不可避免的杂质。

本发明所述钢板的厚度为10～120mm。

本发明所述钢板牌号为临氢2.25Cr1Mo0.25V、临氢2.25Cr1Mo0.3V或临氢12Cr2Mo1VR。

本发明中Mn含量选择在0.50～0.60%，Mn主要起固溶强化、降低相变温度和提高钢板强度的作用；Mn能显著提高钢板的淬透性，随Mn含量的增加，钢板的塑性和低温冲击韧性略有下降，强度显著提高。Cr含量2.30%～2.50%，Mo含量1.00%～1.10%，Cr、Mo均能增加奥氏体过冷能力，提高钢板的淬透性，促进贝氏体的形成。V含量0.25～0.35%，V在钢中主要起析出强化和防氢腐蚀剂作用，并提高钢的高温蠕变性能；P≤0.008%，S≤0.005%，是为了保证钢板钢质纯净，P含量偏高影响钢板的冲击韧性和抗脆化性能。适量的Ni和Nb元素以进一步细化晶粒和提高强度。

本发明方法包括冶炼连铸工序、加热轧制工序和热处理工序，所述冶炼连铸工序中，采用上述重量百分组分含量的冶炼钢水进行浇铸。

本发明方法所述各工序步骤为：（1）冶炼浇铸工序：采用电弧炉或转炉方式冶炼，然后送入LF精炼炉内进行精炼并经过真空处理，之后经过连铸或模铸操作铸出铸坯；

（2）加热轧制工序：所述铸坯放入连续炉或均热炉内加热轧制，保温均匀化；采用二阶段控轧工艺，第一阶段为奥氏体再结晶阶段，第二阶段为奥氏体非再结晶阶段，轧后进行堆垛扩氢；

（3）热处理工序：轧制得到的钢板经过两次正火和加速冷却，并经过回火处理，制得成品钢板。

本发明方法所述加热轧制工序的二阶段控轧工艺中，第一阶段控制道次压下量在12%以上，第二阶段保证累计压下率在70%以上。

本发明方法所述加热轧制工序中加热至1200～1250℃进行保温均匀化。

本发明方法所述热处理工序中，第一次正火温度为930～950℃，第二次正火温度为910～930℃，正火之后均放入加速冷却介质中进行加速冷却；所述回火温度为700～730℃，保温时间为4*t分钟，所述的t为钢板的毫米厚度，保温后空冷制得成品钢板。

本发明方法采用电炉冶炼方式冶炼，P、S等杂质有害元素含量低，钢质纯净；本发明方法采用二阶段控轧工艺即II型控轧，解决了晶粒粗大不均、冲击韧性较低的问题；本发明方法的轧制工艺简单，易于操作，适合于有淬火机、常化炉、外机炉、车底炉的普通钢铁厂生产。本发明方法实现了适当合金含量的化学成分设计，同时得到了具有更细小的组织结构和更佳的抗脆化性能的钢板，生产的钢板各项力学性能指标均符合技术条件要求，且生产成本显著降低。经检测生产的钢板正火+回火交货状态下的硬度值满足布氏硬度不高于235HB；钢板经模拟焊后热处理后的力学性能达到下列要求：Rp_0.2＞415MPa，Rm 585～760MPa，A≥19.0%，-10℃下K_v2≥54J，HB≤225。