[发明专利]一种抗辐照性能优良的核电站钢衬里用钢及其制造方法

说明书

本发明涉及一种抗辐照性能优良的核电站钢衬里用钢，按重量百分比包含如下成分：C：0.10～0.20％；Si：0.20～0.45％；Mn：0.80～1.50％；P≤0.01％；S≤0.008％；Alt：0.02～0.05％；V：0.01～0.03％；N≤0.006％；Alt/N≥2；[H]≤1.5ppm；[O]≤30ppm；Cu≤0.005；As≤0.005；B≤0.001；Sb≤0.002；Sn≤0.002。本发明制造的钢板成本较低，抗辐照性能优良。钢板的组织均匀，晶粒细小，夹杂物少且小，力学性能稳定，工艺性能优良，性能均满足核电站钢衬里用钢的技术要求。不添加Ni、Cr、Mo、Nb、Ti等贵重元素，不仅降低了生产成本，而且保证了钢板具有优良的抗辐照脆化性能。

技术领域

本发明涉及黑色金属材料，特别涉及一种抗辐照性能优良的核电站钢衬里用钢及其制造方法.

背景技术

CPR1000是中广核集团(中国广东核电集团有限公司)推出的中国改进型百万千瓦级(1000MW)压水堆核电技术方案。它是在引进、消化、吸收国外先进技术的基础上，结合20多年来的渐进式改进和自主创新形成的“二代加”百万千瓦级压水堆核电技术。凭借先进的设计理念和优异的安全性能，该技术在我国新建核电机组中被广泛采用。

该类型核电站中的核岛设有三道屏障防护，包括核燃料元件包壳，反应堆一次回路和反应堆安全壳。安全壳是核电站的最后一道安全屏障，是核电站的“心脏”。整个安全壳呈一直径为37m，高约60m的巨大圆桶形。

钢衬里是安全壳的重要组成部分，它位于安全壳的内壁，是一个既承受内压又承受外压的坚固建筑物。承受内压以防事故情况下安全壳内超压造成安全壳破坏，承受外压以防安全壳外各种可能的冲击，包容放射性物质向环境排放，保证工作员、公众和环境安全。基于此种特殊的服役环境，所以对钢衬里用钢板的综合质量及性能稳定性要求非常严格。

专利CN 102605296 A“一种核电压力容器用钢及其制造方法”，申请号：201210064306.4，+该发明主要涉及一种核电压力容器用钢及其制造方法，通过控轧控冷工艺，获得核电压力容器用钢板的显微组织为细小铁素体+珠光体组织。该专利中钢板采用控轧控冷+卷取的方式生产，钢质纯净度低、合金含量高、低温韧性差。其成分中添加了合金元素Cr(0.15～0.6％)、Nb(0.01～0.04％)和Ti(0.008～0.03％)，不仅不利于钢的抗辐照性能，而且增加了生产成本。

专利CN 103911559 B“一种核电站压力容器用钢板及其制造方法”申请号：201410098857.1，该发明涉及钢板厚度范围在6～100mm，其中厚度≤40mm的钢板采用控制轧制生产，该专利只对控轧态的钢板力学性能提出要求，而对核电设备需要的模拟焊后热处理并没有要求，同时从其控轧态钢板的拉伸性能来看，并不能满足此要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供了一种抗辐照性能优良的核电站钢衬里用钢及其制造方法，通过优化化学成分、热处理工艺，钢板具有优良的抗辐照性能，满足正火状态下综合力学性能条件。同时正火态钢板在经过长时间模拟焊后热处理后，拉伸和低温冲击等关键指标依然满足标准要求，从而可以有效地保证核电机组的安全运行。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种抗辐照性能优良的核电站钢衬里用钢，按重量百分比包含如下成分：C：0.10～0.20％；Si：0.20～0.45％；Mn：0.80～1.50％；P≤0.01％；S≤0.008％；Alt：0.02～0.05％；V：0.01～0.03％；N≤0.006％；Alt/N≥2；[H]≤1.5ppm；[O]≤30ppm；Cu≤0.005％；As≤0.005％；B≤0.001％；Sb≤0.002％；Sn≤0.002％。采用上述成分设计理由如下：