一种提高大厚度SA516Gr.70钢板心部低温韧性的方法与流程

本发明属于冶炼，具体涉及一种提高大厚度sa516gr.70钢板心部低温韧性的方法。

背景技术：

1、sa516系列钢板为执行asme标准的中、低温压力容器用碳素钢板，因其优异的低温冲击韧性、良好的焊接性能及抗疲劳性能、较高的纯净度，被广泛应用于石油、化工、核电站、锅炉等领域。随着低温压力容器服役环境的极端化和设备的高端大型化，市场对封头、筒体用sa516gr.70低合金钢的物理性能、化学成分具有更加多样和严苛的要求，特别是大厚度钢板的心部低温冲击韧性。因此，对大厚度钢板生产过程中的元素控制及组织性能调控提出了更高的要求。然而，由于大厚度sa516gr.70钢板厚度较厚，心部合金元素偏析较严重，且轧制过程中钢板心部变形量较小，热处理后冷却过程中心部冷速较慢，易导致钢板心部组织粗大且元素分布不均匀，进而降低钢板心部低温冲击韧性。针对大厚度sa516gr.70钢板心部低温冲击不稳定的问题，为适应市场需求，本发明提供了一种提高大厚度sa516gr.70钢板心部低温韧性的方法，具有重要的市场推广价值。

技术实现思路

1、本发明的目的在于通过提高元素分布均匀性及钢板心部变形量、细化组织，进而提高大厚度sa516gr.70钢板心部低温冲击的稳定性，以满足市场对大型化设备封头、筒体用钢板的技术需求，从成分设计及制备工艺上即可实现大厚度sa516gr.70钢板心部低温冲击稳定性的提升。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：在成分设计上，所述钢板化学成分质量百分比为：c：0.12％～0.16％、si：0.15％～0.25％、mn：1.40％～1.50％、p≤0.010％、s≤0.003％、alt：0.020％～0.050％、nb：0.015％～0.02％、v：0.025％～0.030％、ni：0.30％～0.40％、cu：0.20％～0.30％，其他为fe和必不可少的残留元素。

3、本发明提供一种提高大厚度sa516gr.70钢板心部低温韧性的方法，该方法步骤包括：

4、板坯加热：加热炉炉膛温度≤1250℃，均热温度1180～1220℃，在炉时间≥10h，均热时间40～60min；

5、轧制：轧制工序分为两阶段，i阶段开轧温度≥1080℃，终轧温度≥980℃，展宽后最后3道次压下率≥17％，中间坯厚度为成品板厚的2倍以上；ii阶段开轧温度≤880℃，终轧温度750～820℃，轧后水冷快速冷却，返红温度680～720℃；

6、热处理工序:热处理工序采用正火(快冷)+回火。

7、进一步的，本发明所述正火保温温度为890～910℃，在炉时间为板厚(mm)×2.0～2.5(min/mm)，出炉后水冷快速冷却；回火保温温度为650～680℃，在炉时间为板厚(mm)×3.0～3.5(min/mm)，出炉后空冷。

8、进一步的，本发明生产出的钢板厚度为100～145mm。

9、进一步的，本发明生产出的钢板心部-45℃冲击功单值≥100j。

10、进一步的，本发明生产出的钢板性能满足asme sa516/sa516m-2023标准要求。

11、本发明的有益效果：

12、(1)通过控制炉膛温度、在炉时间、均热段温度及时间确保板坯受热均匀，元素均匀扩散，并避免过烧导致晶粒粗大；

13、(2)通过两阶段控轧工艺增加钢板心部变形量，有效细化钢板心部组织，提高心部组织均匀性；

14、(3)通过正火(快冷)+回火热处理工艺，得到珠光体+渗碳体+针状铁素体组织，进一步细化组织，并使钢板具有优异的低温韧性及强韧性匹配；

15、(4)本发明方法生产的大厚度sa516gr.70钢板，心部-45℃冲击功单值≥100j，且其心部低温冲击韧性的稳定性较高，其他性能均满足asme sa516/sa516m-2023标准要求。

技术特征：

1.一种提高大厚度sa516gr.70钢板心部低温韧性的方法，其特征在于，所述钢板化学成分质量百分比为：c：0.12％～0.16％、si：0.15％～0.25％、mn：1.40％～1.50％、p≤0.010％、s≤0.003％、alt：0.020％～0.050％、nb：0.015％～0.02％、v：0.025％～0.030％、ni：0.30％～0.40％、cu：0.20％～0.30％，其余为fe和必不可少的残留元素。

2.根据权利要求1所述的一种提高大厚度sa516gr.70钢板心部低温韧性的方法，其特征在于，该方法步骤包括：

3.根据权利要求2所述的一种提高大厚度sa516gr.70钢板心部低温韧性的方法，其特征在于，所述正火保温温度为890～910℃，在炉时间为板厚(mm)×2.0～2.5(min/mm)，出炉后水冷快速冷却；回火保温温度为650～680℃，在炉时间为板厚(mm)×3.0～3.5(min/mm)，出炉后空冷。

4.根据权利要求3所述的一种提高大厚度sa516gr.70钢板心部低温韧性的方法，其特征在于，生产出的钢板厚度为100～145mm。

5.根据权利要求2所述的一种提高大厚度sa516gr.70钢板心部低温韧性的方法，其特征在于，生产出的钢板心部-45℃冲击功单值≥100j。

6.根据权利要求2-5任意一项权利要求所述的一种提高大厚度sa516gr.70钢板心部低温韧性的方法，其特征在于，生产出的钢板性能满足asme sa516/sa516m-2023标准要求。

技术总结
本发明公开了一种提高大厚度SA516Gr.70钢板心部低温韧性的方法，所述钢板化学成分质量百分比为：C：0.12％～0.16％、Si：0.15％～0.25％、Mn：1.40％～1.50％、P≤0.010％、S≤0.003％、Alt：0.020％～0.050％、Nb：0.015％～0.02％、V：0.025％～0.030％、Ni：0.30％～0.40％、Cu：0.20％～0.30％，其他为Fe和必不可少的残留元素。本发明方法包括成分设计、板坯加热、两阶段控轧及正火(快冷)+回火热处理。通过提高元素分布均匀性及钢板心部变形量、细化组织，生产出厚度范围100～145mm、心部‑45℃冲击功单值≥100J的SA516Gr.70钢板，并有效提高其心部低温冲击韧性的稳定性，具有较好的应用前景。钢板其他性能均满足ASME SA516/SA516M‑2023标准要求。

技术研发人员：韩宇,冷鹏,高擎,张计谋,王记铭,徐琛,吴进,龙安辉,石莉,侯敬超
受保护的技术使用者：湖南华菱湘潭钢铁有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5