[发明专利]抗拉强度630MPa级移动式压力容器用钢及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种抗拉强度630MPa级移动式压力容器用钢及其制造方法，属低合金钢制造领域。

背景技术

移动式压力容器分为汽车罐车、铁路罐车和罐式集装箱。移动式压力容器储运的介质为液化气体、低温液体及永久气体，如液化石油气、环氧乙烷、液氧、液氨、液态二氧化碳、液化天然气以及压缩天然气、氢气等。

目前国内使用的移动式压力容器用钢中多为正火型压力容器用钢，与国外先进水平相比，国外槽车罐体材料一般采用抗拉强度≥610MPa级的高强钢，其罐体壁厚较小，自重系数相应降低从而提高了槽车的自重系数和运载效率。国内目前多采用的罐体材料多为抗拉强度小于610MPa级的钢，致使罐体壁厚较大，自重系数相应加大，容重比小，运载效率低，与国外先进水平相比存在较大差距。

普通的低合金正火压力容器钢的含碳量虽然不高，但是合金元素的含量较多，这类钢的淬硬倾向比热轧钢要大些，焊接冷裂纹比碳素钢敏感，一般钢材随着强度级别的提高焊接冷裂纹敏感性增大，某些含有钒、铌、钛、钼等强碳化物形成元素的高强钢还有较大的再热裂纹倾向。低合金正火钢焊接接头的热影响区中的过热区是焊接接头的薄弱区。低合金正火钢焊接时，当热输入量较大时，会使氮化钛、碳化钛等难熔质点溶入奥氏体，不仅会使热影响区的过热区晶粒长大严重，还会在过热区出现上贝氏体，M-A组元等，再加上粗晶区金属碳、氮固溶量增多，从而使过热区脆化、时效敏感性增大、焊接接头的韧性下降。但是本发明钢的焊接解决了不同低合金正火压力容器钢的焊接性能、特别是焊接接头的薄弱区。

中国专利公开号为CN 1040777C的专利文献，公开了一种屈服强度≥460MPa级的大型球罐钢的化学成分、制造方法及性能，其存在的不足是添加了Cu、Nb等贵重合金元素，使生产成本增加，并未提及其焊接性能情况。

中国专利公开号为CN102719737的专利文献，公开了一种屈服强度460MPa级正火高强韧钢板及其制造方法，其未提及该钢的实际焊接性及焊接性能，且未说明该钢的显微组织。

中国专利申请号为CN 200710113574.X的专利文献，公开了一种低温压力容器用钢板及其生产方法，并未提及该发明钢的焊接性能。

中国专利申请号为CN201010200825.X的专利文献，公开了一种正火型高强度压力容器钢的制造方法，抗拉强度级别570MPa，且未提及该发明钢的焊接性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种屈服强度≥460MPa，抗拉强度630~730MPa，延伸率≥25%，屈强比≤0.80，并具有良好焊接性能、且生产成本较低的抗拉强度630MPa级移动式压力容器用钢及其生产方法。

实现上述目的的

抗拉强度630MPa级移动式压力容器用钢，其化学成分及重量百分比为：C：0.15～0.20%、Si：0.15～0.40%、Mn：1.00～1.70%、P≤0.015%、S≤0.006%、Ni：0.10～0.30%、V ：0.02～0.20%、Cu：0.03～0.30%或Cr0.01～0.10%或Ti：0.008～0.020%一种或两种以上的混合，其余为Fe及不可避免的夹杂；同时满足：3Cr+Cu≤7Ti+3V≤3.3C，C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Cr/20+Ni/60+V/10≤0.29；力学性能：屈服强度≥460MPa，抗拉强度630~730MPa，延伸率≥25%，屈强比≤0.80，钢板横向-50℃KV₂≥150J，焊接热影响区-50℃KV₂≥135J，金相组织为铁素体+珠光体。

生产抗拉强度630MPa级移动式压力容器用钢的生产方法，其步骤：

1）经冶炼并连铸成坯后，对铸坯加热，控制加热温度在1200～1230℃，控制加热速率为8～14min/cm；

2）进行热轧，控制开轧温度不低于1070℃，控制最后三道次累计压下率不低于30%；控制终轧温度不低于860℃；

3）采用正火工艺进行热处理，控制正火温度在870～930℃，并保温，保温时间：30～40分钟+以毫米为单位的板厚×1分钟/mm。

本发明的主要元素的作用有如下特征：

C:0.15~0.20%，