[发明专利]一种100mm厚临氢钢板及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种临氢钢板，特别是一种100mm厚临氢钢板，同时还涉及一种该钢板的制 备方法。

背景技术

临氢钢板属于临氢设备用钢，由于其长期处于高温、高压、临氢的状态，钢板容易发生 脆化，特别是有相当量的氢扩散、渗入并溶解于钢中，与钢的金属内部再结合形成分子，产 生很高的压力，严重时会导致鼓包、皱折或裂纹，而且氢还可以与钢中的碳结合，使钢脱碳 及钢中的硫化物与氧化物还原，从而导致钢的脆化。因此要求临氢钢板具有较高的韧性，同 时要求具有一定的硬度和强度，以保证能够承受较大的压力。在含氢介质环境中，氢还会在 钢的缺陷部位引发氢诱导开裂，因此还需要临氢钢板具有较好的焊接性能，以满足临氢设备 的需要，目前我国的大厚度临氢钢板主要依赖进口，用于制造临氢设备的成本较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种100mm厚临氢钢板，以提高钢板的强度和冲击韧性。

本发明的另一目的是提供一种100mm厚临氢钢板的制备方法，以提高钢板的焊接性能， 并缩短热处理时间，提高热处理的效率。

为了实现以上目的，本发明100mm厚临氢钢板所采用的技术方案是：一种100mm厚临氢钢 板，是由以下重量百分比的组分制备而成：C：0.10-0.20％，Si：0.13-0.43％，Mn： 0.37-0.73％，P≤0.012％，S≤0.01％，Ni≤0.2％，Cr：0.75-1.25％，Cu≤0.2％，Mo： 0.43-0.62％，余量为Fe和不可避免的杂质。

优选的组分为：C：0.13-0.15％，Si：0.26-0.27％，Mn：0.49-0.53％，P≤0.01％，S≤ 0.01％，Ni：0.10-0.11％，Cr：0.94-0.97％，Cu：0.08-0.12％，Mo：0.45-0.47％，余量为Fe 和不可避免的杂质。

本发明的100mm厚临氢钢板的制备方法，包括冶炼、浇铸、加热、轧制、热处理，其中 热处理工艺如下：

1)正火：正火温度：920-940℃，总加热时间2.5min/mm，返红温度：400-410℃；正火 后采用水冷，水冷参数∶上下集管水比1∶3，冷却辊速7m/min；

2)回火：回火温度：700-710℃，回火时间2.5min/mm，自然空冷。

本发明100mm厚临氢钢板的成分中，C对钢的强度、低温冲击韧性、焊接性能具有显著影 响，为改善钢的低温韧性、焊接性能和耐腐蚀能力；Si在炼钢过程中作为还原剂和脱氧剂， Si和Mo、Cr等结合，有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用，但若超过0.5％时，会造成钢的韧性下 降，降低钢的焊接性能；Mn能增加钢的韧性、强度和硬度，提高钢的淬透性，改善钢的热加 工性能，且价格低廉；Ni能提高钢的强度，同时也增强钢的塑性和韧性，在本发明的钢中Ni 含量不高于0.20％；Cr能显著提高钢的强度、硬度和耐磨性，同时降低钢的塑性和韧性，Cr 元素是本发明钢板中主要的合金元素；Cu与Ni共存，产生析出相Ni₃Cu对钢的高温蠕变性能 有利；Mo存在于钢的固溶体和碳化物中，有固溶强化作用，并可提高钢的淬透性；P和S在一 般情况下都是钢中的有害元素，会增加钢的脆性，P使钢的焊接性能变坏，降低塑性，使冷 弯性能变坏，S降低钢的延展性和韧性，在锻造和轧制时会造成裂纹，因此应尽量减少P和S 在钢中的含量。

本发明的100mm厚临氢钢板经热处理后，各项力学性能达到标准要求，其中冲击韧性较好 ，在0℃下横向冲击功高于标准下限数倍，而且热处理工艺中正火和回火的处理时间大大缩 短，有效的降低了加热时能源的消耗，同时冷却时提高了冷却辊的速度，提高了热处理的效 率。

具体实施方式

实施例1 

本实施例的100mm厚临氢钢板是由以下重量百分比的组分制备而成：C：0.10％，Si： 0.13％，Mn：0.37％，P：0.007％，S：0.004％，Ni：0.08％，Cr：0.75％，Cu：0.06％，Mo： 0.43％，余量为Fe和不可避免的杂质。

本实施例的100mm厚临氢钢板的制备方法如下：

1)冶炼工艺：将含有上述元素的钢水先经电炉冶炼，再送入LF精炼炉精炼，并喂入Al 线，加入SiCa块，然后在VD炉中进行真空处理；

2)浇铸工艺：真空破坏后在1555℃进行浇铸；