一種在線淬火生產(chǎn)高韌性5Ni鋼中厚板的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種低溫鋼及其制造方法，具體的說是一種在線澤火生產(chǎn)高初性5Ni 鋼中厚板的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 乙締是一種重要的化工原料，廣泛應用于工業(yè)和生活領(lǐng)域。隨著我國經(jīng)濟的高速 發(fā)展，中國市場已經(jīng)成為世界上最大的乙締需求區(qū)。預計"十Ξ五"間中國乙締年需求增長 率有望保持10%W上，而我國乙締的產(chǎn)能增速預計在5-6%之間，供需有巨大缺口，需要從 國外大量進口。為了方便乙締儲運，將其液化后通過?？诘腖EG船和LEG儲罐進行運輸和 儲存。乙締的液化溫度為-104。運就要求LEG儲罐用的鋼材具有良好的低溫初性。Ni系 低溫鋼是國際上通用的低溫用鋼，廣泛地用于-40~-196Γ的低溫設(shè)備及容器中，其中5Ni 鋼的服役溫度在-100~-130°C范圍內(nèi)，用于LEG儲罐的結(jié)構(gòu)材料。隨著LEG使用量增加， 對5Ni鋼的需求量也不斷增加。
[0003] 根據(jù)申請人檢索，中國專利CN102330031A和CN104388838A分別公開的"一 種高初性-130°C低溫鋼及其制造方法"和"超低溫壓力容器用5Ni鋼板及其生產(chǎn)方法"，低 溫沖擊試驗溫度分別為-130°C和-125Γ，采用兩次澤火+回火熱處理工藝。中國專利CN 103509999A公開了 "一種低溫儲罐用高儀鋼的制造方法"采用離線澤火+回火熱處理工 藝，得到在-120°C初性優(yōu)異的5Ni鋼。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：
[0005] (1)如何通過控制社制工藝來細化原奧氏體晶粒尺寸，如何控社后在線澤火來減少 離線澤火的過程，達到在確保高強度和優(yōu)良低溫初性的前提下，通過縮短生產(chǎn)工藝流程來 降低成本的目的；
[0006] 似如何使高初性5Ni鋼的組織為回火馬氏體加少量（3%左右）逆轉(zhuǎn)奧氏體的混合 組織，馬氏體基體上彌散分布著細小滲碳體，得到理想的強初性匹配。
[0007] 本發(fā)明解決W上技術(shù)問題的技術(shù)方案是：
[0008] 一種在線澤火生產(chǎn)高初性5Ni鋼中厚板的方法，包括W下步驟：
[0009] (-)煉鋼：按重量百分比計其成分為：C:0. 03-0. 08%，Si:0. 1-0. 2%，Μη: 0. 6-1. 0%，S《0. 002%，Ρ《0. 006%，Ni:4. 7-5. 3%，Alt:0. 02-0. 05%，余量為化和雜 質(zhì)，采用真空度< 60化的真空爐煉鋼并合金化；
[0010] 仁)開巧：將鑄錠送入加熱爐中，加熱溫度為1150-1200°C，待溫度均勻后出爐開巧 成一定厚度鍛巧，開巧后巧料厚度> 5倍成品厚度；
[0011] (Ξ)熱社：采用奧氏體再結(jié)晶區(qū)和非再結(jié)晶區(qū)兩階段控制社制，鍛巧加熱溫度 為1150-1200°C，粗社溫度為1050-1120°C，粗社道次壓下量12-30% ;精社開社溫度 830-880°C，道次壓下量> 15%，累計壓下率>50% (運兩個壓下率指標跟巧料寬度、社機 社制力和扭矩等有關(guān)，如果板巧較寬，則道次壓下量可能越小，但必須保證最小壓下量；如 果社機能力強，可W減少道次，增加單道次壓下量，因此運個指標變化區(qū)間比較大，只能提 最低要求。）；
[0012](頓控冷：社制完后待溫10-20S W使社件溫度均勻化，然后再采用超快冷W 20-50°C/s的冷速將鋼板澤火至200°C W下，入水溫度高于A3溫度； 陽01引風熱處理：將在線澤火鋼板直接加熱到590-620°C回火，保溫時間40-100min回 火，出爐后水冷或空冷至室溫，得到回火馬氏體加少量（1% -5% )逆轉(zhuǎn)奧氏體的混合組織， 馬氏體基體上彌散分布著細小滲碳體。
[0014] 本發(fā)明通過將Ni的含量控制為4. 7-5. 3%，配合本發(fā)明的控社、控冷及熱處理， 可W細化組織，并得到得到回火馬氏體加少量（1% -5% )逆轉(zhuǎn)奧氏體的混合組織，馬氏 體基體上彌散分布著細小滲碳體，顯著提高了提高鋼的低溫初性和強度，鋼板的屈服強度 ReH> 520MPa，抗拉強度Rm>eOOMPa，延伸率A> 23%，-130°C低溫沖擊功KV2> 150J，使 本發(fā)明適用于制造大型LEG儲罐。另外，本發(fā)明通過將Ni的含量控制為4. 7-5. 3%，配合其 它化學成分及本發(fā)明的控社、控冷及熱處理，可通過能擴大丫相區(qū)，穩(wěn)定奧氏體，降低相變 溫度并細化基體組織；Ni元素能使基體的螺型位錯不易分解，利于位錯交叉滑移的發(fā)生， 提高了鋼的塑變性能，獲提了意想不到的技術(shù)效果。最后，本發(fā)明采用控社后在線澤火來減 少離線澤火的過程，在確保高強度和優(yōu)良低溫初性的前提下，通過縮短生產(chǎn)工藝流程來降 低成本，但產(chǎn)品的性能卻超過了現(xiàn)有技術(shù)。
[0015] 本發(fā)明其它化學成分含量限定所起的作用具體為：
[0016] C是強化元素，可W通過固溶強化和析出強化提高鋼的強度，同時C還是奧氏體形 成及穩(wěn)定元素，但是過量的添加會對不利于焊接熱影響區(qū)的低溫初性，所WC的含量不能 過高，C的范圍控制為0. 03-0. 08%。
[0017] Si在煉鋼過程中是脫氧元素，對降低5Ni鋼中有害元素0含量非常重要，Si同時 可W提高強度，但是Si作為間隙固溶原子會使鋼的初性明顯下降，因此Si含量不宜過高， 所WSi的含量范圍為0. 1-0. 2%。
[0018] Μη是奧氏體穩(wěn)定元素和基體強化元素，可W通過沉淀強化來提高強度，Μη含量過 高容易形成大尺寸的MnS夾雜物影響初性，所W將Μη的含量范圍設(shè)為0.6-1.0%。
[0019] Α1是脫氧元素，可W降低鋼中的氧含量，但是過量添加容易形成高烙點析出物 Α?2〇3和Α1Ν，而且析出物直徑較大，能達到幾微米，嚴重影響基體的低溫初性，本發(fā)明將Alt 的含量范圍為0. 02-0. 05%。
[0020] P、S元素對鋼材的低溫初性都是有害的，它們在鋼中產(chǎn)生偏析，降低了晶界抗力使 脆性裂紋易起源于晶界并易沿晶界擴展，特別是P能急劇降低材料初性，加大冷脆傾向，為 了獲得優(yōu)異的低溫初性P、S含量應該盡可能的低。
[0021] 本發(fā)明的有益效果是：(1)采用控制社制技術(shù)，合理設(shè)計熱社工藝，細化奧氏體晶 粒，有利于提高鋼的低溫初性和強度；似終社后DQ-T，無需進行離線澤火，簡化了熱處理工 序；樹鋼板的屈服強度ReH> 520MPa，抗拉強度Rm>eOOMPa，延伸率A> 23%，-130°C低溫 沖擊功KV2> 150J，適用于制造大型LEG儲罐。
【附圖說明】 陽02引圖1為4%硝酸酒精溶液腐蝕的實例1的鋼板經(jīng)DQ-T熱處理后的顯微組織。
[002引圖2為4%硝酸酒精溶液腐蝕的實例2的鋼板經(jīng)DQ-T熱處理后的顯微組織。 [0024] 圖3為4%硝酸酒精溶液腐蝕的實例3的鋼板經(jīng)DQ-T熱處理后的顯微組織。
【具體實施方式】 陽〇2引 實施例1
[00%] 本實施例提供的一種在線澤火生產(chǎn)高初性5Ni鋼中厚板的制造方法，開巧到 150mm，社制成12mm厚鋼板，包括具體步驟如下：
[0027] 中厚板按重量百分比計其成分為：C:0. 035%，Si:0. 14%，Μη:0. 77%，S: 0. 0009%，Ρ:0. 0035%，Ni:5. 04%，Alt:0. 043%，余量為化和雜質(zhì)；利用 50Kg真空感應 爐煉鋼，誘注成170mm厚鑄錠，將鑄錠在溫度為1190°C的加熱爐中保溫2小時后熱社開巧成 150mm厚鍛巧，將鍛巧放入加熱爐加熱至1170°C，保溫2小時；分兩階段控制社制，粗社在奧 氏體完全再結(jié)晶區(qū)社制，開社溫度ll〇〇°C，粗社結(jié)束溫度為1050°C，精社在奧氏體非完全 再結(jié)晶區(qū)社制，開社溫度為880°C，精社結(jié)束溫度820°C。具體壓下規(guī)程為150-130-118-96 -70-51-36-27-20-15-12 (單位mm)，社完待溫12s后直接采用超快冷冷卻到室溫，入水溫度 為773°C，然后放入溫度為615°C的加熱爐內(nèi)回火，保溫50min后水冷。 陽0測實施例2
[0029] 本實施例提供的一種在線澤火生產(chǎn)高初性5Ni鋼中厚板的制造方法，開巧到 150mm，社制成20mm厚鋼板，