[发明专利]模拟焊后热处理性能优良的Q370容器钢及生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及冶金领域的低合金压力容器钢，特别是一种具有优良模拟焊后热处理性能的370MPa级压力容器特厚钢板及其制造方法，确切地使用生产钢板厚度≥60mm～100mm、屈服强度370MPa级、具有优良模拟焊后热处理性能的压力容器钢板及生产方法。

背景技术

锅炉和压力容器用钢板是国民经济建设中一类重要的钢铁材料，普遍应用于工业与民用锅炉、化工原料储罐、石油和液化天然气储罐等承压容器方面。特别是随着经济发展和能源需求的日益紧张，作为战略物资的石油天然气储备量成为衡量各国经济持续发展能力的指标之一，我国也在陆续建设大型的石油和液化天然气储罐，由此带来对常温、低温环境下的锅炉和压力容器用钢板的需求量日渐增长。而Q370R具有优良的综合性能，其强度和韧性优于Q345R，焊接性能与Q345R相近，化学成分和工艺简单，成本与国外同性能材料相比要低很多，用于大型液化石油气罐时比较理想的。

从目前特厚板生产的方式来讲，除了采用原有的锻造法之外，还有比较流行的连铸法。但是连铸生产受技术条件的限制无法生产厚度过大的特厚板，目前世界上最大的转炉连铸板坯厚度为390mm，由于转炉连铸坯内部偏析和压缩比的限制，只能生产厚度小于100mm的特厚板。而Q370R因为需求及探伤等问题，国内大量生产厚度小于60mm的钢板。

目前国内生产超过60mm厚压力容器钢Q370R钢板的厂家较少，同时100mm的Q370R市场供应量几乎没有；如果依赖进口，不仅价格贵，而且进货周期长，无法保证工程的正常运行。如果能生产特厚规格不仅探伤合格而且性能优异的压力容器钢Q370R钢板，则对企业实现差异化战略，增强企业竞争力具有十分重要的意义。

经检索，中国专利号为CN101713044A的专利文献，其公开了“一种Q370R压力容器用钢及其制备方法”，质量百分比的化学成分（单位：wt%）C:0.14～0.18、Si:0.25～0.50、Mn：1.45～1.60、P:≤0.020、S：≤0.015、Nb：0.28～0.45，余量为Fe和不可避免的杂质。同时还公开了一种Q370R压力容器用钢的制备方法。该文献虽然优化了组分配比和热处理工艺，在拉伸强度和屈服强度符合标准GB713-2008的基础上，提高了低温冲击韧性，在-27℃冲击功大于200J，最高可达304J，但存在由于Nb加入较高，会导致稳定生产较差，且增加了冶炼成本。该方法加热工艺中需焖钢1小时，最高加热温度为1160℃，保温时间为2小时，此措施在目前生产节奏下将严重浪费产能。同时该方法仅检验-27℃冲击功，这样的低温冲击韧性已很难满足目前快速发展的需求。

中国专利号为CN102605245A的专利文献，其公开了“一种无Ni正火型Q370R压力容器钢板及其制造方法”，质量百分比的化学成分（单位：wt%）C：0.15～0.18、Si：0.25～0.50、Mn：1.4～1.6、P：≤0.015、S：≤0.005、Nb：0.02～0.03、V：0.07～0.08、Ti：0.006～0.010、Als：0.024～0.034，余量为Fe和不可避免的杂质。采用经过脱硫预处理的铁水和废钢作为原料，经过冶炼、连铸、加热、轧制和冷却、正火热处理等工序得到无Ni正火型Q370R压力容器钢板。其优点是：屈服强度大于370MPa。具有良好的塑性、低温冲击韧性、高温拉伸性能和优良的Z向拉伸性能，可广泛用于储存液化石油气、液化天然气等相关领域。不足之处是该方法生产的钢板厚度仅为10~60mm。该文献仅检验-20℃冲击功，这样的低温冲击韧性已很难满足目前快速发展的需求。同时在模拟焊接后的Q370R压力容器用钢的各项性能损失较大，会影响Q370R压力容器用钢的焊接性能，而该方法未对其制造钢板的模拟焊接后性能进行说明。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种在满足屈服强度大于370MPa的前提下，具有优良焊后热模拟性能以及良好的塑性、低温冲击韧性、高温拉伸性能和Z向拉伸性能，且工艺简单，适用生产钢板厚度≥60~100mm的模拟焊后热处理性能优良的Q370容器钢及生产方法。

实现上述目的的措施：

模拟焊后热处理性能优良的Q370容器钢，其组分及重量百分比含量为：C: 0.15～0.18、Si：0.25～0.50、Mn:1.20～1.60、P:≤0.020、S:≤0.010、Nb：0.015～0.040、V：0.020～0.060、Als：0.025～0.040，其余为Fe和残留元素。

优选地：Mn在1.20～1.35%。