一种5%Ni低温钢及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种5％Ni低温钢及其制造方法，钢的化学成分按重量百分比计为：C：0.07％～0.15％，Si：0.20％～0.40％，Mn：0.30％～1.0％，Ni：4.5％～5.5％，Mo：0.15％～0.40％，S≤0.005％，P≤0.008％，余量为Fe和杂质。制造方法包括：(1)转炉+LF+VD精炼；(2)连铸；(3)板坯缓冷；(4)轧制；(5)在线淬火；(6)两相区淬火+高温回火热处理：本发明专利技术通过在钢中加入少量的Mo，并采用“在线淬火+两相区淬火+高温回火”的热处理工艺，提高了钢板的强度，并将钢板的韧脆转变温度降低至

【技术实现步骤摘要】
一种5％Ni低温钢及其制造方法


[0001]本专利技术涉及高合金钢
，尤其涉及一种5％Ni低温钢及其制造方法。

技术介绍

[0002]乙烯产业是石油化工行业的核心部分，乙烯产量占全球石化产品的75％以上，全世界已经将乙烯产量作为衡量一个国家石化行业发展水平的重要标志之一。预计，2019
‑
2025年，国内新建和改扩建乙烯项目超过40个，预计新增产能3600万吨/年，2025年底国内乙烯总产能将达到6100万吨/年，比2018年增长138％。
[0003]乙烯储运装置的建造需要大量
‑
104℃低温环境下使用的高强低温钢，即5％Ni钢，其年需求量超过十万吨。目前普遍使用的5％Ni钢是依据欧标EN10028
‑
4生产制造的，其屈服强度≥390MPa，抗拉强度530
‑
710MPa，延伸率≥20％，
‑
120℃V型缺口冲击吸收能量在100J以上，韧脆转变温度
‑
135℃。
[0004]出于安全性考虑，有的用户希望5％Ni钢的韧脆转变温度可以降低至
‑
140℃以下，另外，希望提高5％Ni钢的强度，从而可以使用厚度更小的钢板，达到罐体减重的目的。
[0005]关于5Ni钢的公开文献，主要是对其轧制工艺、热处理工艺、组织结构等方面的研究，力求更好地满足EN10028
‑
4中对于5Ni钢的技术要求，但无法满足用户最新的要求。如申请号为CN201510815584.2的中国专利技术专利公开了“一种在线淬火生产高韧性5Ni钢中厚板的方法”，专利申请号为CN201410600875.5的中国专利技术专利公开的“一种低温压力容器用5Ni钢板及其生产方法”。采用上述两种方法制造的5Ni钢，其性能可以满足EN10028
‑
4中对于5Ni钢的技术要求，但无法满足用户进一步的要求。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供了一种5％Ni钢及其制造方法，通过在钢中加入少量的Mo，并采用“在线淬火+两相区淬火+高温回火”的热处理工艺，提高了钢板的强度，并将钢板的韧脆转变温度降低至
‑
140℃以下，从而拓宽了钢板的使用范围。
[0007]为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：
[0008]一种5％Ni低温钢，化学成分按重量百分比计为：C：0.07％～0.15％，Si：0.20％～0.40％，Mn：0.30％～1.0％，Ni：4.5％～5.5％，Mo：0.15％～0.40％，S≤0.005％，P≤0.008％，余量为Fe和不可避免的杂质。
[0009]成品钢板屈服强度≥500MPa，抗拉强度≥650MPa，延伸率≥20％，
‑
140℃V型冲击功≥100J，侧膨胀≥1.0。
[0010]成品钢板的金相组织为回火索氏体+少量奥氏体，其中奥氏体组织的体积百分比为5％～8％。
[0011]一种5％Ni低温钢的制造方法，包括：
[0012](1)转炉+LF+VD精炼：LF炉造还原渣脱硫，然后在VD真空炉内脱气，VD真空炉的保压时间为15～20min，保证[H]≤2ppm，[O]≤20ppm；
[0013](2)连铸：全程保护浇注；
[0014](3)板坯缓冷：连铸坯进缓冷坑缓冷，缓冷时间≥48小时；
[0015](4)轧制：钢锭采用两阶段控制轧制，一阶段开轧温度≥1050℃，二阶段开轧温度≥900℃，终轧温度为860
±
20℃；
[0016](5)在线淬火：钢板轧后进入超快冷区域在线淬火，出水温度控制在200℃以下，返红温度控制在350℃以下；
[0017](6)两相区淬火+高温回火热处理：室温钢板进加热炉，在700～760℃下保温2～4min/mm淬火，在600～660℃下保温4～6min/mm回火，空冷至室温。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0019](1)目前广泛使用的参照EN10028
‑
4标准制造的5％Ni低温钢，其屈服强度≥390MPa，抗拉强度540
‑
710MPa，延伸率≥20％，
‑
120℃V型冲击功≥100J，侧膨胀≥0.64；采用本专利技术所述方法制造的5％Ni低温钢，其屈服强度≥500MPa，抗拉强度≥650MPa，延伸率≥20％，
‑
140℃V型冲击功≥100J，侧膨胀≥1.0；即将钢板的韧脆转变温度降低至
‑
140℃以下，并提高了强度(强度提高了20％以上)，可以满足用户更高的要求。
[0020](2)Mo元素的加入，改善了钢的淬透性，细化晶粒，提高了钢的强度和韧性，弥补因“两相区淬火+高温回火”工艺造成的钢板强度下降；
[0021](3)在线淬火既缩短了生产流程，又充分利用合金元素固溶强化的作用，提高了钢的强度，为后续热处理提供更宽的工艺窗口；
[0022](4)轧后热处理采用“两相区淬火+高温回火”工艺，形成5
‑
8％的逆转变奥氏体，从而将钢板的韧脆转变温度降低至
‑
140℃以下。
附图说明
[0023]图1是本专利技术实施例1制造的钢板经4％硝酸酒精溶液腐蚀后在扫描电镜下的组织照片。
[0024]图2是本专利技术实施例2制造的钢板经4％硝酸酒精溶液腐蚀后在扫描电镜下的组织照片。
具体实施方式
[0025]本专利技术所述一种5％Ni低温钢，化学成分按重量百分比计为：C：0.07％～0.15％，Si：0.20％～0.40％，Mn：0.30％～1.0％，Ni：4.5％～5.5％，Mo：0.15％～0.40％，S≤0.005％，P≤0.008％，余量为Fe和不可避免的杂质。
[0026]成品钢板屈服强度≥500MPa，抗拉强度≥650MPa，延伸率≥20％，
‑
140℃V型冲击功≥100J，侧膨胀≥1.0。
[0027]成品钢板的金相组织为回火索氏体+少量奥氏体，其中奥氏体组织的体积百分比为5％～8％。
[0028]一种5％Ni低温钢的制造方法，包括：
[0029](1)转炉+LF+VD精炼：LF炉造还原渣脱硫，然后在VD真空炉内脱气，VD真空炉的保压时间为15～20min，保证[H]≤2ppm，[O]≤20ppm；
[0030](2)连铸：全程保护浇注；
[0031](3)板坯缓冷：连铸坯进缓冷坑缓冷，缓冷时间≥48小时；
[0032](4)轧制：钢锭采用两阶段控制轧制，一阶段开轧温度≥1050℃，二阶段开轧温度≥900℃，终轧温度为860
±
20℃；
[0033](5)在线淬火：钢板轧后进入超快冷区域在线淬火，出水温度控制在200℃以下，返红温度控制在350℃以下；
[0034](6)两相区淬火+高温回火热处理：室温钢本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种5％Ni低温钢，其特征在于，化学成分按重量百分比计为：C：0.07％～0.15％，Si：0.20％～0.40％，Mn：0.30％～1.0％，Ni：4.5％～5.5％，Mo：0.15％～0.40％，S≤0.005％，P≤0.008％，余量为Fe和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的一种5％Ni低温钢，其特征在于，成品钢板屈服强度≥500MPa，抗拉强度≥650MPa，延伸率≥20％，
‑
140℃V型冲击功≥100J，侧膨胀≥1.0。3.根据权利要求1所述的一种5％Ni低温钢，其特征在于，成品钢板的金相组织为回火索氏体+少量奥氏体，其中奥氏体组织的体积百分比为5％～8％。4.如权利要求1～3所述一种5％Ni低温钢的制造方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱莹光，杜林，杨军，王飞龙，侯家平，张宏亮，王东旭，杨雨泽，
申请(专利权)人：鞍钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：