[发明专利]一种高性能铬钼钢板及其生产方法

说明书

本发明公开一种高性能铬钼钢板及其生产方法。钢中化学成分按重量百分比为：C：0.03％～0.06％、Si≤0.10％、Mn：0.10％～0.25％、Cr：2.00％～2.50％、Mo：0.90％～1.10％、Ti：0.40％～0.60％、V：0.40％～0.60％、P≤0.007％、S≤0.003％、Als：0.20％～0.40％、N：0.01％～0.05％、B：0.0005％～0.0010％，余量为Fe和不可避免的杂质。当成品钢板厚度为6～100mm时，生产工艺为：转炉‑连铸‑加热‑轧制‑调质；当成品钢板厚度为100～300mm时，生产工艺为：转炉‑连铸‑复合组坯‑加热‑轧制‑调质。生产的成品钢板具有更高常温及高温性能、良好抗回火脆性和抗氢致裂纹性。

技术领域

本发明属于钢铁生产领域，特别涉及到一种具有更高常温及高温性能、良好抗回火脆性和抗氢致裂纹的新型铬钼钢板及其生产方法。

背景技术

目前国内的铬钼钢主要包括15CrMoR、14Cr1MoR和12Cr2Mo1R。这些铬钼钢为了保证在300～500℃的工作温度范围内具有良好的高温性能，除了需要钢中含有一定的C外，还需要向钢中添加不同含量的Cr、Mo。由于铬钼钢板在高温和高压的氢介质下超长时间运行，而钢中又缺少有效的捕氢手段，使得运行环境中的H与钢中的C发生反应生产甲烷，此类气泡在钢的晶界上形核、长大，彼此聚集形成裂纹，从而导致钢板性能恶化，容易引发生产安全事故。而C含量是影响钢板抗氢致裂纹的主要因素。焊接问题也是困扰铬钼钢板的主要问题，由于钢中C及其它合金元素含量较高，极易在焊接过程中造成焊缝开裂。此外，在使用过程中容易产生的另一个问题就是回火脆化，它是指钢板在长期处于375～575℃温度范围内工作或在该温度缓慢通过时，钢板出现的低温冲击韧性下降的现象，这主要与钢中的Mn、Si、P等脆化元素有关。特别是随着设备向自动化大型化的方向发展，所用关键设备的尺寸也愈来愈大，而用于制造这些关键设备的特厚钢板通常采用大型钢锭来进行生产。这些大型钢锭生产中存在生产周期长、生产成本高、内部质量差等诸多缺点。有些钢锭需要进行开坯，增加了加热炉的使用次数，造成巨大的能源消耗；特别是特大钢锭内部的夹杂、疏松和中心偏析较为严重，很难通过轧制变形予以消除。

为此，亟需开发出具有更高常温及高温性能、良好抗回火脆性和抗氢致裂纹的新型铬钼钢板及其生产方法用于解决上述问题。

发明内容

本发明目的提供一种高性能铬钼钢板，该钢板不仅具有良好的常温及高温性能，同时还具有优异的抗氢致裂纹和焊接性能。

为了达到上述目的，本发明设计了一种铬钼钢板，具体的技术方案是：

一种铬钼钢板，按重量百分比计为：C：0.03％～0.06％、Si≤0.10％、Mn：0.10％～0.25％、Cr：2.00％～2.50％、Mo：0.90％～1.10％、Ti：0.40％～0.60％、V：0.40％～0.60％、P≤0.007％、S≤0.003％、Als：0.20％～0.40％、N：0.01％～0.05％、B：0.0005％～0.0010％，其余为Fe及不可避免的杂质。

上述化学元素的作用分析如下：

C：C在钢中主要以碳化物的形式存在，在常温和高温下起到强化作用。为了保证钢板具有良好的抗氢致裂纹性能，同时在焊接方面具有较低的焊缝冷裂纹敏感性和焊后再热开裂敏感性，将C含量限定在0.30％～0.60％。

Si：Si在钢中是促进脆化的元素，其在钢中含量的减少不仅可以提高钢板的高温抗拉强度，同时也是降低脆化的有力措施。因此，将Si含量控制在0.10％以下。

Mn：Mn在钢中也属于促进脆化元素，但考虑到其对淬透性有一定影响同时防止钢中大量生产铁素体降低钢板强度，故将Mn含量限定在0.10％～0.25％。