一种容器钢心部低温韧性异常波动的预判方法技术

本发明专利技术公开了一种容器钢心部低温韧性异常波动的预判方法，涉及钢铁生产技术领域，对正火板厚度1/4处的正常组织进行硬度测试，获得各点硬度的算术平均值为HV0，再在板厚1/2处沿板宽方向间隔5mm测试N个点的硬度，其中硬度值高于1.2HV0的称为异常高硬度点，设数量有n个；当n/N值＞0时，表明钢板心部存在因Mn含量偏高导致的高硬度的贝氏体组织，将使其低温冲击韧性出现异常波动性，且n/N值越大，表明钢板心部的贝氏体组织越多，其低温冲击韧性的异常波动性将越显著。波动性将越显著。波动性将越显著。

【技术实现步骤摘要】
一种容器钢心部低温韧性异常波动的预判方法


[0001]本专利技术涉及钢铁生产
，特别是涉及一种容器钢心部低温韧性异常波动的预判方法。

技术介绍

[0002]低温容器钢主要用于建造液化石油气等低温储罐，随着设备的大型化和对设备安全标准的提高，一方面厚钢板（30～80mm）的用量逐步增加，另一方面，用户对钢板在
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40～
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60℃下的低温冲击韧性也提出更为严格的标准，例如，增加了对厚度1/2位置的冲击韧性要求。目前，低成本的C
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Mn系低温容器钢板已得到广泛应用，其主要元素的成分范围为：0.12%～0.16%C，0.20%～0.40%Si，1.3%～1.7%Mn，采用正火工艺交货。然而，生产中经常发现，厚钢板经正火热处理后，在厚度1/2位置的低温冲击值会出现严重不稳定的情况，如数据离散、异常波动，难以满足用户的严苛技术要求，也影响了钢板低温性能的充分发挥。
[0003]影响钢板低温冲击韧性的主要因素包括夹杂物含量及元素偏析导致的异常组织等。随着钢铁冶金的技术进步，对钢液中S、P含量及夹杂物含量的控制已达到较高水平，另一方面，钢铸坯以自外向内的方式凝固，在铸坯中心处形成合金元素的富集即中心偏析不可避免，且这种偏析通过随后的轧制以及常规热处理难以消除。基于上述原因，一般认为，对于C
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Mn系低温容器用正火钢板，影响其厚度1/2位置处低温冲击韧性的主要因素是Mn偏析，然而，迄今未获得Mn偏析程度与其低温冲击韧性的定量关系。事实上，实践表明，对同一批热轧钢板，Mn偏析程度相同，正火工艺等因素对其厚度1/2位置的低温冲击韧性也有明显影响。
[0004]在对C
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Mn系低温容器用正火钢板进行性能检测时，通常在厚度1/2位置取冲击试样（每组三个）进行测试，若发现冲击值有异常波动，将对低冲击值断口附近区域进行组织和成分分析，然后调整相关工艺、再测试。如此循环，一方面耗时耗力，另一方面只能获得断口附近局部区域的相关信息，对厚度1/2位置处宽范围区域的低温冲击值有否异常波动并不知晓，将给产品的安全性带来隐患。为此，急需一种针对C
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Mn系容器钢正火钢板心部的低温冲击韧性是否具有异常波动性的简便、高效、可靠的预判方法，以便为生产工艺调整和性能优化提供有效指导。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对上述技术问题，克服现有技术的缺点，提供一种容器钢心部低温韧性异常波动的预判方法，包括以下步骤：（1）沿轧制的垂直方向，采用线切割获取正火钢板的横截面，在板厚1/4处附近取样并制备金相试样，采用光学显微镜观察截面组织；（2）选取步骤（1）中的正常组织即铁素体+珠光体区域，采用维氏硬度计测量若干个点的硬度，得到各点硬度的算术平均值HV0；（3）在板厚中心附近取样，经打磨后，在板厚1/2处沿板宽方向每隔一定距离进行
硬度测试，总共测试N个点的硬度，其中硬度值高于1.2HV0的称为异常高硬度点，表明该处形成了因Mn含量偏高导致的高硬度的贝氏体组织；（4）步骤（3）所述高硬度点的数量为n，当n/N值为0时，表明正火钢板心部无贝氏体组织，其低温冲击韧性不会出现异常波动性；当n/N值＞0时，表明钢板心部存在贝氏体组织，其低温冲击韧性将出现异常波动性，且n/N值越大，表明钢板心部的贝氏体组织越多，其低温冲击韧性的异常波动性越显著。。
[0006]本专利技术进一步限定的技术方案是：前所述的一种容器钢心部低温韧性异常波动的预判方法，步骤（1）中，钢板化学成分如下：C：0.12%～0.16%，Si：0.20%～0.40%，Mn：1.3%～1.7%，P≤0.010%，S≤0.005%，Nb：0.015%～0.020%，Ti：0%～0.015%，V：0%～0.020%。
[0007]前所述的一种容器钢心部低温韧性异常波动的预判方法，步骤（2）中，维氏硬度计测量硬度的方法为：载荷为5000gf，保载时间为10s。
[0008]前所述的一种容器钢心部低温韧性异常波动的预判方法，步骤（2）中，测量8～10个点的硬度。
[0009]前所述的一种容器钢心部低温韧性异常波动的预判方法，步骤（3）中，N为15～20。
[0010]前所述的一种容器钢心部低温韧性异常波动的预判方法，步骤（3）中，每隔5mm进行硬度测试。
[0011]本专利技术的有益效果是：
①
C
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Mn系容器钢正火钢板心部的低温冲击韧性出现异常波动性的本质原因是该处形成了高硬度的贝氏体组织，且分布不均匀。传统的金相检验方法需从厚大的钢板断面上取样，再研磨和抛光，用光学显微镜观察是否存在贝氏体，其方法十分繁琐，成本极高，且通常只能对局部范围（一般小于10mm）的金相组织进行检验，难以进行大范围检验。本专利技术通过测试钢板心部的硬度分布，可在大范围（15～20个硬度测试点对应75～95mm的宽度范围，根据需要还可以增加硬度测试点，加大检测范围）有效判断钢板心部是否存在贝氏体以及贝氏体的分布状态（对应异常高硬度点的分布），从而可预判正火板心部的低温冲击韧性是否具有异常波动性以及异常波动性的强弱。
[0012]②
贝氏体组织的形成与否由钢板心部Mn元素的偏析程度以及正火冷速（影响因素包括正火温度、板厚和环境温度等）等多因素决定。本专利技术采用硬度测试法可对正火钢板的心部是否存在高硬度的贝氏体进行判断，从而可对钢板心部的低温冲击韧性是否具有异常波动性进行预判，这对于C
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Mn系容器钢的合金成分调整、铸轧工艺和正火热处理工艺优化以避免贝氏体的产生，从而使正火钢板心部获得稳定的低温冲击韧性具有重要的指导作用。
[0013]③
对同一批热轧钢板，其正火钢板厚1/4处正常组织（铁素体+珠光体）的平均硬度HV0基本恒定（与正火工艺的相关性较弱），可作为已知数据（只需测试一次），因此在正火工艺调整和日常产品质量检验时，只需测试板厚1/2处是否存在异常高硬度点（硬度值高于1.2HV0），即可预判正火钢板心部的低温冲击韧性是否具有异常波动性。
[0014]综上所述，本专利技术具有简单、高效、可靠的特点，对于C
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Mn系低温容器钢的合金成分调整、铸轧工艺和热处理工艺优化以获得稳定的低温冲击韧性具有重要的指导作用。
附图说明
[0015]图1为C
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Mn系容器钢的CCT曲线示意图；图2为实施例1中钢板心部的高硬度点处取样获得的金相组织；图3为实施例3中钢板心部的高硬度点处取样获得的金相组织。
具体实施方式
[0016]本专利技术能够预判C
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Mn系容器钢正火钢板心部的低温冲击韧性是否具有异常波动性的机理为：
①
正火热处理组织由该钢种的CCT曲线和正火时的冷速共同决定。图1a为C
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Mn系容器钢（Mn含量设为1.5%）的典型CCT曲线示意图。可见，冷速V1时，组织为铁素体+珠光体，这为正常的正火组织；冷速本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种容器钢心部低温韧性异常波动的预判方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）沿轧制的垂直方向，采用线切割获取正火钢板的横截面，在板厚1/4处附近取样并制备金相试样，采用光学显微镜观察截面组织；（2）选取步骤（1）中的正常组织即铁素体+珠光体区域，采用维氏硬度计测量若干个点的硬度，得到各点硬度的算术平均值HV0；（3）在板厚中心附近取样，经打磨后，在板厚1/2处沿板宽方向每隔一定距离进行硬度测试，总共测试N个点的硬度，其中硬度值高于1.2HV0的称为异常高硬度点，表明该处形成了因Mn含量偏高导致的高硬度的贝氏体组织；（4）步骤（3）所述高硬度点的数量为n，当n/N值为0时，表明正火钢板心部无贝氏体组织，其低温冲击韧性不会出现异常波动性；当n/N值＞0时，表明钢板心部存在贝氏体组织，其低温冲击韧性将出现异常波动性，且n/N值越大，表明钢板心部的贝氏体组织越多，其低温冲击韧性的异常波动性越显著。2.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢章龙，吴俊平，陈锋，张丙军，姜金星，李伟，
申请(专利权)人：南京钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：