【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及冶金，具體涉及一種超細(xì)晶低溫鋼板及其制備方法。
技術(shù)介紹
1、近年來，隨著石油、化工行業(yè)的快速發(fā)展，化石能源對環(huán)境的污染和全球氣候的影響日趨嚴(yán)重，大力發(fā)展清潔能源，已經(jīng)成為全球共識。丙烷為一種常見的清潔能源，因其燃燒后只產(chǎn)生水和二氧化碳，不會對環(huán)境造成污染，既可作為燃料用于工業(yè)燃燒設(shè)備、工業(yè)窯爐、工業(yè)車輛、工業(yè)船舶等場所，又可作為化工原料用于生產(chǎn)丙烯、環(huán)丙烷、異丙醇等有機(jī)化學(xué)品。丙烷是一種三碳烷烴，結(jié)構(gòu)簡式為ch3ch2ch3。丙烷在常溫常壓下為氣態(tài)形式，但為保障生產(chǎn)安全，通常需要在低溫下以液態(tài)形式儲存和運(yùn)輸，丙烷的儲存和運(yùn)輸條件對容器的質(zhì)量提出了較高的要求。低溫鋼憑借良好的低溫性能和耐腐蝕性能，已成為低溫丙烷儲罐的常用材料。
2、公開號為cn114737130a的專利技術(shù)專利公開了一種355mpa級低溫鋼及制造方法，采用正火+回火工藝細(xì)化組織晶粒，制備出-80℃?kv2為120j-145j的低溫鋼，該種方法雖然能在一定程度上提高鋼材的低溫韌性，但是熱處理成本高，且由于c和si的用量較大，不僅阻礙了低溫鋼的低溫韌性進(jìn)一步提升，還限制了低溫鋼的焊接性能。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有低溫鋼的低溫韌性受限于較高的c含量和si含量難以提升到更高水平的技術(shù)問題，本專利技術(shù)提供一種超細(xì)晶低溫鋼板及其制備方法，在降低鋼板c含量的同時向鋼板中引入微量的nb、cr、ti、b元素，在降低生產(chǎn)成本的前提下提高了鋼板的低溫韌性。
2、第一方面，本專利技術(shù)提供一種超細(xì)晶
3、w1=ω（c）+ω（mn）/12+ω（cr）/15+30×ω（b），0.17%≤w1≤0.21%；
4、w2=ω（nb）+ω（cr）/15+ω（ti），0.045%≤w2≤0.075%；
5、其中，ω（c）、ω（mn）、ω（cr）、ω（b）、ω（nb）和ω（ti）分別為c元素、mn元素、cr元素、b元素、nb元素和鈦元素的質(zhì)量百分含量x%中的x。
6、超細(xì)晶低溫鋼板中的各化學(xué)成分作用如下：
7、c：鋼中主要的固溶強(qiáng)化元素，能夠顯著提高鋼板強(qiáng)度，但較高的碳含量對鋼板的焊接性能、低溫韌性及塑性不利。為有效減少偏析，提高顯微組織均勻性，避免異相之間的電位差引起原電池腐蝕，提高鋼板的耐蝕性能，同時考慮經(jīng)濟(jì)性；因此本專利技術(shù)將c元素的質(zhì)量百分比控制在c≤0.07%。
8、si：硅是煉鋼過程有效的脫氧和放熱元素之一，有一定的固溶強(qiáng)化作用，有利于致密銹層的形成，能提高鋼板的耐大氣腐蝕性能，但硅含量過高會降低鋼板的表面質(zhì)量、焊接性能和低溫韌性；因此本專利技術(shù)將si元素的質(zhì)量百分比控制在0.15%-0.20%。
9、mn：錳具有較強(qiáng)的固溶強(qiáng)化作用，能顯著降低鋼板的相變溫度，細(xì)化鋼板的顯微組織，而且成本低廉，是提高鋼板強(qiáng)度的有效元素，為了實現(xiàn)足夠高的拉伸強(qiáng)度，獲得低屈強(qiáng)比，含量不應(yīng)低于0.80%；但含量過高容易造成鑄坯偏析，會形成帶狀組織，降低鋼板的可焊性和焊接熱影響區(qū)韌性，以及耐腐蝕性；因此本專利技術(shù)將mn元素的質(zhì)量百分比控制在1.00%-1.90%。
10、p：能有效提高鋼板的耐大氣腐蝕性能，但p含量過高會顯著降低鋼板的塑性及低溫韌性,增加鋼板的冷脆性，惡化鋼板的焊接性能，因此本專利技術(shù)將p元素的質(zhì)量百分比控制在≤0.0015%。
11、s：硫使鋼板產(chǎn)生熱脆，降低鋼板的延展性和韌性，還促進(jìn)鋼板的各向異性，并且硫化物夾雜還顯著降低鋼板的耐腐蝕性能，為盡可能減少s元素對鋼板性能的不良影響，本專利技術(shù)將s元素的質(zhì)量百分比控制在≤0.003%。
12、al：鋁是煉鋼過程有效的脫氧元素之一，可有效減少鋼板中夾雜物的含量，細(xì)化晶粒，但含量過高時容易使鑄坯表面產(chǎn)生裂紋，因此本專利技術(shù)將al元素的質(zhì)量百分比控制在≤0.040%。
13、cr：鉻不僅是提高鋼板淬透性的元素，還是提高鋼板耐候性的有效元素之一，對改善鋼板的鈍化能力具有顯著效果，可促使鋼板表面形成致密的鈍化膜或保護(hù)性銹層，cr元素保護(hù)性銹層內(nèi)的富集能有效提高保護(hù)性銹層對腐蝕性介質(zhì)的選擇透過性。但是cr元素含量過高會使生產(chǎn)成本提高，且會降低鋼板的韌性和焊接性能；因此本專利技術(shù)將cr元素的質(zhì)量百分比控制在≤0.3%。
14、nb：鈮是細(xì)晶強(qiáng)化的重要元素之一，具有提高奧氏體再結(jié)晶溫度，阻止奧氏體再結(jié)晶和抑制晶粒長大，細(xì)化奧氏體晶粒的特性；鈮的碳氮化物在位錯上析出和奧氏體晶界偏聚，還能提高鋼板的強(qiáng)度和韌性；但是當(dāng)鈮含量過高時，鑄坯容易產(chǎn)生表面裂紋，同時惡化焊接性能；為充分發(fā)揮nb元素的細(xì)晶強(qiáng)化作用，避免由nb元素含量過高導(dǎo)致的不利影響，本專利技術(shù)將nb元素的質(zhì)量百分比控制在0.020%-0.050%。
15、ti：鈦能夠產(chǎn)生強(qiáng)烈的沉淀強(qiáng)化及中等程度的晶粒細(xì)化作用，在鋼板中加入微量的鈦，目的是與鋼板中的氮結(jié)合，生成穩(wěn)定性很高的氮化鈦粒子，抑制焊接熱影響區(qū)（haz）的奧氏體晶粒長大并改變二次相變產(chǎn)物，改善大線能量焊接的低溫韌性。鋼中鈦的添加量要與鋼中的氮含量匹配，當(dāng)鈦的添加量過少時，形成的氮化鈦粒子數(shù)量不足，不足以抑制haz的奧氏體晶粒長大和改變二次相變產(chǎn)物而改善，因此無法提高大線能量焊接haz的低溫韌性，當(dāng)鈦的添加量過多時，在鋼液凝固過程中易析出大尺寸的氮化鈦粒子，這種大尺寸的氮化鈦粒子不但不能抑制haz的奧氏體晶粒長大，反而會成為裂紋萌生的起始點(diǎn)；因此，本專利技術(shù)將ti的質(zhì)量百分比控制在0.015%-0.020%。
16、b：硼能顯著提高鋼板淬透性、淬硬性從而提高強(qiáng)度與硬度，其作用隨鋼中c含量的增加而減弱、直至消失，硼元素還能略微促進(jìn)鋼的回火脆性。但是硼在晶界偏聚，會對鋼板韌性產(chǎn)生影響；因此本專利技術(shù)將b元素的質(zhì)量百分比控制在≤0.0018%。
17、進(jìn)一步的，超細(xì)晶低溫鋼板的近表面有3-10mm的超細(xì)晶層，超細(xì)晶層的微觀組織包括鐵素體、珠光體和貝氏體，微觀組織的晶粒尺寸為3-10μm。
18、進(jìn)一步的，超細(xì)晶低溫鋼板的厚度≤60mm，超細(xì)晶低溫鋼板的屈服強(qiáng)度≥355mpa，超細(xì)晶低溫鋼板的抗拉強(qiáng)度≥530mpa，超細(xì)晶低溫鋼板的斷后伸長率≥23%，超細(xì)晶低溫鋼板的屈強(qiáng)比為≤0.73，超細(xì)晶低溫鋼板的-80℃kv2沖擊功≥260j。
19、第二方面，本專利技術(shù)還提供一種如上所述的超細(xì)晶低溫鋼板的制備方法，依次包括如下工序：鐵水預(yù)處理、bof煉鋼、lf精煉、rh真空處理、連鑄、緩冷、加熱、軋制、堆冷；
20、連鑄：澆鑄末端采用重壓下技術(shù)，壓下比率為12%±1%；
21、緩冷：鑄坯下線溫度≥50本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種超細(xì)晶低溫鋼板，其特征在于，包括如下質(zhì)量百分比的化學(xué)成分：C≤0.07%，0.15%≤Si≤0.20%，1.00%≤Mn≤1.90%，P≤0.015%，S≤0.003%，Als≤0.040%，0.020%≤Nb≤0.050%，Cr≤0.3%，0.015%≤Ti≤0.020%，B≤0.0018%，N≤40ppm，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)，且上述元素的質(zhì)量百分比滿足如下關(guān)系：
2.如權(quán)利要求1所述的一種超細(xì)晶低溫鋼板，其特征在于，超細(xì)晶低溫鋼板的近表面有3-10mm的超細(xì)晶層，超細(xì)晶層的微觀組織包括鐵素體、珠光體和貝氏體，微觀組織的晶粒尺寸為3-10μm。
3.如權(quán)利要求1所述的一種超細(xì)晶低溫鋼板，其特征在于，超細(xì)晶低溫鋼板的厚度≤60mm，超細(xì)晶低溫鋼板的屈服強(qiáng)度≥355MPa，超細(xì)晶低溫鋼板的抗拉強(qiáng)度≥530MPa，超細(xì)晶低溫鋼板的斷后伸長率≥23%，超細(xì)晶低溫鋼板的屈強(qiáng)比為≤0.73，超細(xì)晶低溫鋼板的-80℃KV2沖擊功≥260J。
4.一種如權(quán)利要求1-3任一項所述的超細(xì)晶低溫鋼板的制備方法，其特征在于，依次包括如下工序：鐵水預(yù)處
5.如權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，BOF煉鋼工序中，采用頂?shù)讖?fù)吹冶煉。
6.如權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，LF精煉工序中，進(jìn)行微合金化。
7.如權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，RH真空處理工序中，RH真空度≤133pa，保壓時間為10-20min，純脫氣時間為10-15min，軟吹時間為5-15min，RH真空處理后的鎮(zhèn)靜時間為30-40min。
8.如權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，連鑄工序采用全程保護(hù)澆鑄。
9.如權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，軋制工序中，對鑄坯除鱗后開始第一階段軋制。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種超細(xì)晶低溫鋼板，其特征在于，包括如下質(zhì)量百分比的化學(xué)成分：c≤0.07%，0.15%≤si≤0.20%，1.00%≤mn≤1.90%，p≤0.015%，s≤0.003%，als≤0.040%，0.020%≤nb≤0.050%，cr≤0.3%，0.015%≤ti≤0.020%，b≤0.0018%，n≤40ppm，余量為fe和不可避免的雜質(zhì)，且上述元素的質(zhì)量百分比滿足如下關(guān)系：
2.如權(quán)利要求1所述的一種超細(xì)晶低溫鋼板，其特征在于，超細(xì)晶低溫鋼板的近表面有3-10mm的超細(xì)晶層，超細(xì)晶層的微觀組織包括鐵素體、珠光體和貝氏體，微觀組織的晶粒尺寸為3-10μm。
3.如權(quán)利要求1所述的一種超細(xì)晶低溫鋼板，其特征在于，超細(xì)晶低溫鋼板的厚度≤60mm，超細(xì)晶低溫鋼板的屈服強(qiáng)度≥355mpa，超細(xì)晶低溫鋼板的抗拉強(qiáng)度≥530mpa，超細(xì)晶低溫鋼板的斷后伸長率≥23%，超細(xì)晶低溫鋼板的屈強(qiáng)比為≤0.73...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李燦明，佟松澤，秦晨，程文華，鄭飛，康琦，李雨晴，胡根榮，劉財源，
申請(專利權(quán))人：山東鋼鐵集團(tuán)日照有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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