[发明专利]耐大气腐蚀的核电重型支撑设备用钢及其生产方法

说明书

耐大气腐蚀的核电重型支撑设备用钢及其生产方法，钢的化学成分质量百分比为C=0.06～0.18，Si=0.15~0.45，Mn=0.80～1.30，P≤0.012，S≤0.005，Alt=0.010～0.050，Nb=0.010～0.040，V=0.010～0.050，Ni=0.20~0.45，Cu=0.20~0.40，Ti=0.010~0.020，Cr=0.40~0.60，其余为Fe和不可避免的杂质；钢耐大气腐蚀指数I≥6.0。工艺步骤包括转炉冶炼、LF精炼、真空脱气处理、连铸、板坯加热、轧制、淬火+回火热处理。本发明钢的晶粒度在9级以上，‑18℃横向冲击AKV平均值≥34J，侧向膨胀量L_E≥0.64mm，可以应用于AP1000及CAP1400技术核电项目重型支撑设备。

技术领域

本发明属冶金领域技术，具体涉及到一种耐大气腐蚀的核电重型支撑设备用钢及其生产方法。

背景技术

核能作为新型能源已在国际上得到广泛应用。AP1000是我国从美国引进的第三代核电技术，目前海阳，陆丰，三门已在建设中，我国在AP1000的基础上自主研发的CAP1400核电技术也正在建立示范工程。AP1000及CAP1400核电技术属于压水堆，堆内温度高达360℃，堆内主要有稳压器、蒸发器等重要容器设备。而堆内容器的重型支撑设备同样非常重要，其稳定性及安全性直接影响核电站的运行安全及使用寿命，需要重型支撑设备具有高强度、高低温韧性、耐高温、耐腐蚀，抗地震，高安全性等特点，因此重型设备用钢的技术要求十分严格苛刻。

ASME SA-588/SA-588M标准中的SA588Gr.B钢种的耐大气指数及常温拉伸性能与AP1000及CAP1400核电技术要求相匹配，但对低温韧性及360℃高温强度没有具体要求，而AP1000及CAP1400核电技术对360℃高温拉伸及-18℃低温冲击韧性有较高要求，同时要求模拟焊后热处理态（以下简称“模焊态”）性能。ASME SA-588/SA-588M标准及AP1000及CAP1400核电技术对SA588Gr.B的交货状态皆没有明确规定。

发明内容

本发明的目的是提供一种耐大气腐蚀的核电重型支撑设备用钢及其生产方法，生产的钢不仅具有耐大气腐蚀指数I≥6.0，且应满足360℃高温抗拉强度与常温抗拉强度一致的要求，同时在-18℃低温时具有较好冲击韧性。

发明的技术方案：

耐大气腐蚀的核电重型支撑设备用钢，钢的化学成分质量百分比为C=0.06～0.18，Si=0.15~0.45，Mn=0.80～1.30，P≤0.012，S≤0.005，Alt=0.010～0.050，Nb=0.010～0.040，V=0.010～0.050，Ni=0.20~0.45，Cu=0.20~0.40，Ti=0.010~0.020，Cr=0.40~0.60，其余为Fe和不可避免的杂质；钢耐大气腐蚀指数I≥6.0。

所述耐大气腐蚀指数I的计算公式：I=26.01（Cu%）+3.88(Ni%)+1.2(Cr%)+1.49(Si%)+17.28(P%)-7.29(Cu%)(Ni%)-9.10(Ni%)(P%)-33.39(Cu%)²。

本发明所述钢板交货态及模拟焊后热处理态（以下简称模焊态）力学性能均应满足：常温拉伸Rp0.2≥345MPa，Rm≥485MPa，A50≥19%；360℃高温拉伸Rp0.2≥275Mpa，Rm≥485Mpa；-18℃横向冲击AKV平均值≥34J，侧向膨胀量L_E≥0.64mm。

耐大气腐蚀的核电重型设备支撑用钢的生产方法，工艺流程为转炉冶炼、LF精炼、真空脱气处理、连铸、板坯加热、轧制、淬火+回火热处理，包括如下工艺步骤：

a. 转炉冶炼：出钢C≥0.06，P≤0.0010；

b. LF 精炼：白渣保持时间控制在15min以上，出站S≤0.005；