[发明专利]一种低温用压力容器钢板及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油化工、煤化工等应用的压力容器领域，具体涉及一种低温用压力容器钢板及其制备方法。

背景技术

随着国内对清洁能源的需求越来越大，炼油、化工、煤化工、煤制气和LNG的装置也大量上马。这些装置中，压力容器、换热器及压力管道占总设备投资的60％以上，因此，上述各部件的制备材料除了满足其应用的基本要求，还应该考虑其经济性。另外，此类装置一般都存在一个特点：低温工况。为了对付这种环境，国内外已经开发出-40℃、-45℃、-50℃、-70℃、-100℃级别的低温低合金钢板，但是唯独缺乏-60℃级别的钢板，这给工程设计、制造、采购和施工带来不便。有时会存在过度使用问题，如本来可以选择-60℃级别的，却不得不选择-70℃级别的，造成不必要的浪费。

Ni系钢是目前本领域广泛应用于低温的钢板材料，这类钢板材料通过添加Ni来提高低温韧性，但其仍存在低温强度低，韧性和塑性不可兼得，价格昂贵等问题。因此，有必要开发一种基于Ni系钢的低温用钢板。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种低温用压力容器钢板及其制备方法。所述低温用压力容器钢板的耐低温性能良好：在-60℃以上温度具有较高韧性和强度。

根据本发明的第一方面，本发明提供了一种低温用压力容器钢板，以该钢板的重量为基准，所述钢板含有按重量百分数计的以下化学成分：C：0.09～0.16％，Si：0.15～0.50％，Mn：0.85～1.70％，S：≤0.010％，P：≤0.020％，Ni：0.30～0.86％，Nb：≤0.05％，Cu：≤0.30％，V：≤0.05％，Als：0.015～0.080％，其余为Fe和不可避免的杂质，其中，各组分的含量均不为0；所述钢板的无塑性转变温度NDT＜-70℃。

根据本发明的第二方面，本发明提供了一种所述低温用压力容器钢板的制备方法，该方法包括如下步骤：

1)钢的炼制：对原料进行冶炼，再依次进行炉外精炼和真空处理；

2)钢板成型：通过连铸或模铸制造钢坯，再采用热轧或锻造成型；

3)热处理：成型钢板的交货状态为正火或正火+回火。

本发明的低温用压力容器钢板的性能如下：室温力学性能包括：当钢板的厚度T≤80mm时，所述钢板的屈服强度≥415MPa，抗拉强度为550～630MPa；纵向延伸率A_50mm≥36％；当钢板的厚度80mm＜T≤120mm时，所述钢板的屈服强度≥405MPa，抗拉强度为520～610MPa；纵向延伸率A_50mm≥32％。所述钢板在-60℃下的冲击吸收能量KV2≥67J；所述钢板的无塑性转变温度NDT＜-70℃；所述钢板的断面收缩率RZ≥45％。本发明的低温用压力容器钢板在-60℃以上温度具有较高的韧性和强度。

具体实施方式

为使本发明更加容易理解，下面将结合实施例来详细说明本发明，这些实施例仅起说明性作用，并不用于限制本发明。

根据本发明的第一方面，本发明提供了一种低温用压力容器钢板，以该钢板的重量为基准，所述钢板含有按重量百分数计的以下化学成分：C：0.09～0.16％，Si：0.15～0.50％，Mn：0.85～1.70％，S：≤0.010％，P：≤0.020％，Ni：0.30～0.86％，Nb：≤0.05％，Cu：≤0.30％，V：≤0.05％，Als：0.015～0.080％，其余为Fe和不可避免的杂质，其中，各组分的含量均不为0；所述钢板的无塑性转变温度NDT＜-70℃。

优选地，本发明的低温用压力容器钢板，以该钢板的重量为基准，所述钢板含有按重量百分数计的以下化学成分：C：0.10～0.15％，Si：0.15～0.45％，Mn：1.05～1.58％，S：≤0.009％，P：≤0.016％，Ni：0.42～0.76％，Nb：≤0.04％，Cu：≤0.28％，V：≤0.03％，Als：0.018～0.065％，其余为Fe和不可避免的杂质，其中，各组分的含量均不为0；所述钢板的无塑性转变温度NDT＜-75℃。

根据本发明，所述低温用压力容器钢板中主要化学成分的作用如下：

C：碳可以通过间隙固溶提高钢强度，是强化结构钢最有效的元素，而且也是最经济的元素，然而碳对韧性、塑性、焊接性等有不利的影响，因此基于钢的强韧性、焊接性等各性能的匹配，本发明的C的含量控制在0.09wt％～0.16wt％之间，优选C的含量为0.10wt％～0.15wt％。