【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于金属材料领域，尤其涉及1100mpa级承压设备用钢、制造、成型及其后热处理方法。
技术介绍
1、在水电、氢能等清洁能源生产领域，承压设备作为介质传输、储运的重要场所，在整个生产工艺链中发挥着重要作用。例如水电站蓄水下落时对设备产生的巨大冲击力、高浓度压缩氢气对设备产生的巨大内压力等，此时的压力可以达到60mpa以上，特种设备行业将此定义为超高压，用于制造这类设备的钢材抗拉强度在1100mpa。近年来为了满足承压类装备制造业的高速发展，具有高效率、高参数和高可靠性设计要求的承压设备被设计院所对提出，现有强度级别的承压设备用钢材以不能按满足设计要求，需要超高强韧性材料支撑高端装备发展。
2、公开的专利技术专利“一种核电承压设备用钢及其制造方法”(公开号cn103160732a)，从公开的成分、生产方法和有益效果来看，该专利为应用于核电领域的承压设备用钢，其钢板的抗拉强度在560～625n/mm2范围内，经过模拟焊后热处理态的抗拉强度降至510～600n/mm2，面对更高压力的服役环境时，该产品无法提供更高的强度支承设备需求，特别是没有提供成型后的技术方案和数据支撑其具有足够的强度满足高压服役要求。
3、公开的专利技术专利“一种热轧可焊接承压设备用钢板及其生产方法”(公开号cn110983175a)，从公开的成分、生产方法和有益效果来看，该专利涉及的钢板供货态和模拟焊后热处理态的抗拉强度在450～610mpa，其显微组织由强度较低铁素体和珠光体组成，面对更高压力的服役环境时，该产品无法提供更高的强
4、公开的专利技术专利“一种抗拉强度1100mpa无磁不锈钢热轧板及制造方法”(公开号cn108374119a)，从公开的成分、生产方法和有益效果来看，该专利专利技术产品为奥氏体不锈钢板，虽然抗拉强度达到了1100mpa级，但由于添加了大量的铬、镍元素，成本较高，且没有相关成型后的技术方案和数据支撑其具有足够的强度满足高压服役要求。
5、上述专利技术及现有承压设备用钢强度及成型后强度已经不能满足水电、氢能等洁净能源大型、高参数承压设备的发展需要，因此迫切需要开发出成型后具有常温超高强度、高温高强度及良好塑韧性的1100mpa级(10～40)mm薄规格承压设备用高强关键材料，支撑我国能源领域新型、高参数承压设备或装备的发展需求。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服上述专利技术强度不足或无法提供提高高强承压设备成型后强度的技术方案问题，而提供一种厚度规格(10～40)mm的钢板及其成型后抗拉强度均1100mpa级的承压设备用钢产品、制造、成型及其后热处理工艺，满足高强承压设备的制造。
2、本专利技术目的是这样实现的：
3、1100mpa级承压设备用钢，该钢板的成分按重量百分比计如下：c0.16％～0.20％、si 0.15％～0.35％、mn 0.60％～1.00％、p≤0.010％、s≤0.003％、cr 0.40％～0.65％、mo 0.40％～0.60％、ni 0.70％～1.00％、cu 0.15％～0.50％、v0.04％～0.08％、ti0.01％～0.03％、b 0.0005％～0.0006％、alt 0.015％～0.045％，余量为fe及不可避免夹杂。
4、承压设备用钢板厚度为10～40mm。
5、承压设备用钢板的力学性能为820mpa≤rp0.2≤950mpa、1100mpa≤rm≤1210mpa、-20℃下冲击功kv2≥100j。
6、本专利技术成分设计理由如下：
7、c是提高钢材强度的最主要元素，通过添加c元素显著提高钢的淬透性，另外，本专利技术c与钢中的强碳化物合金元素结合起到析出强化作用，获得二次硬化效果，保证钢的高强度需求。当碳含量低于0.13％时，淬透性较低，后续的回火处理很难获得均匀的回火马氏体组织，钢的强度无法达到使用要求。但过高的碳含量会影响钢材的机加工性能，因此本专利技术将c含量范围限定为0.16％～0.20％。
8、si在炼钢过程中作为还原剂和脱氧剂。si对回火过程中马氏体转变有一定影响，当硅含量高于0.5％时会在回火过程中阻碍c在马氏体中的活性，使得马氏体钢中生成ε碳化物而不生成m3c型碳化物，降低了钢的硬度和韧性，并增加回火脆性的敏感性，因此本专利技术将si含量范围限定为0.15％～0.35％。
9、mn是强烈稳定奥氏体的元素，可有效地降低奥氏体的分解速度，提高钢的淬透性，能强烈增加钢的强度和硬度，但mn含量高会增强钢的回火脆性，因此本专利技术将mn含量范围限定为0.60％～1.00％。
10、s、p作为钢中的有害元素，为保证钢质的纯净度及塑韧性必须严格控制，因此本专利技术限定为s≤0.003％，p≤0.010％。
11、cr钢中添加一定量的cr显著提高了钢的淬透性，保证钢的基体强度。另外，cr是强碳化物形成元素，它与钢中的c生成稳定的碳化物，起到提高承压设备的承压能力。当cr的含量低于0.3％时，对淬透性提升很小不利于板条马氏体组织的生成，无法满足钢材高强度的性能要求，因此本专利技术将cr含量范围限定在0.40％～0.65％。
12、mo可以提高钢材的淬透性，有效地细化奥氏体晶粒，也能够加强铁素体的固溶强化作用。一定量mo的添加就可以提升钢材的回火抗力，起到抑制回火脆化的作用。同时钼是一种强碳化物形成元素，回火时形成的mo2c碳化物具有二次硬化效果，特别是与少量的ti结合形成(mo,ti)2c稳定的二次硬化相，因此本专利技术将mo含量范围限定在0.40％～0.60％。
13、ni是扩大奥氏体区的合金元素，具有细化铁素体晶粒作用，在保证强度的同时，不降低钢的塑性和韧性，尤其是低温韧性。但由于ni属于贵金属元素，从性价比考虑，专利技术将ni含量范围限定在0.70％～1.00％。
14、cu通过固溶强化作用提高钢的强度，同时该元素具有提高淬透性的作用，因此本专利技术将cu含量范围限定在0.15％～0.50％。
15、v添加适量的v能与c形成稳定性较高的细小的碳化物(vc)，在晶内、晶界处弥散分布，对位错的滑移和攀移起到明显的阻碍作用，从而增强钢的基体强度和硬度，但含量过高会提高钢的屈强比，不利于成型制造，因此本专利技术将v含量范围限定在0.04％～0.08％。
16、ti有固溶强化作用，固溶于奥氏体中提高钢的淬透性及淬火后的回火稳定性。在回火过程中析出稳定的第二相(ti，mo)2c粒子，其具有较强的二次硬化效应，提高钢的强度和热强性，且改善钢的焊接性，因此本专利技术将ti含量范围限定在0.01％～0.03％。
17、b增加钢的淬透性，同时利用硼形成的高硬度硼化物，提高钢的强度，但硼含量超过0.007％将导致钢的热脆现象，影响承压设备的成型加工性能，本专利技术将b含量范围限定在0.0005％～0.0006％。
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【技术保护点】
1.一种1100MPa级承压设备用钢板，其特征在于，该钢板的成分按重量百分比计如下：C0.16％～0.20％、Si 0.15％～0.35％、Mn 0.60％～1.00％、P≤0.010％、S≤0.003％、Cr0.40％～0.65％、Mo 0.40％～0.60％、Ni 0.70％～1.00％、Cu 0.15％～0.50％、V 0.04％～0.08％、Ti 0.01％～0.03％、B 0.0005％～0.0006％、Alt 0.015％～0.045％，余量为Fe及不可避免夹杂。
2.根据权利要求1所述的1100MPa级承压设备用钢板，其特征在于，承压设备用钢板厚度为10～40mm。
3.根据权利要求1所述的1100MPa级承压设备用钢板，其特征在于，承压设备用钢板的力学性能为820MPa≤Rp0.2≤950MPa、1100MPa≤Rm≤1210MPa、-20℃下冲击功KV2≥100J。
4.一种权利要求1-3任一项所述的1100MPa级承压设备用钢板的制造方法，包括冶炼、连铸、加热、轧制、回火；其特征在于：
5.根据权利要求4所述的所
6.根据权利要求4所述的所述的1100MPa级承压设备用钢板的制造方法，其特征在于：
7.一种权利要求1-6任一项所述的1100MPa级承压设备用钢板的成型工艺，其特征在于：
8.根据权利要求7所述的1100MPa级承压设备用钢板的成型工艺，其特征在于：钢板成型后钢的显微组织为回火马氏体。
9.一种权利要求1-8任一项所述的1100MPa级承压设备用钢板的成型后热处理工艺，其特征在于：所述热处理工艺为二次硬化热处理，具备工艺为：加热温度630～660℃，净保温时间2.0～4.0h。
10.根据权利要求9所述的1100MPa级承压设备用钢板的成型工艺，其特征在于：二次硬化热处理后钢的显微组织中析出(10～30)nm级(Fe、Mn、Cr、Mo)23C6、Mo2C、(Ti，Mo)2C、VC、和TiC第二相粒子和硼化物，其体积百分比为组织占比15％～20％。
...【技术特征摘要】
1.一种1100mpa级承压设备用钢板，其特征在于，该钢板的成分按重量百分比计如下：c0.16％～0.20％、si 0.15％～0.35％、mn 0.60％～1.00％、p≤0.010％、s≤0.003％、cr0.40％～0.65％、mo 0.40％～0.60％、ni 0.70％～1.00％、cu 0.15％～0.50％、v 0.04％～0.08％、ti 0.01％～0.03％、b 0.0005％～0.0006％、alt 0.015％～0.045％，余量为fe及不可避免夹杂。
2.根据权利要求1所述的1100mpa级承压设备用钢板，其特征在于，承压设备用钢板厚度为10～40mm。
3.根据权利要求1所述的1100mpa级承压设备用钢板，其特征在于，承压设备用钢板的力学性能为820mpa≤rp0.2≤950mpa、1100mpa≤rm≤1210mpa、-20℃下冲击功kv2≥100j。
4.一种权利要求1-3任一项所述的1100mpa级承压设备用钢板的制造方法，包括冶炼、连铸、加热、轧制、回...
【专利技术属性】
技术研发人员：王储，王勇，欧阳鑫，艾芳芳，刘晨希，
申请(专利权)人：鞍钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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