本发明专利技术涉及一种正火型钢板，其具有优异的强韧性及强塑性匹配、良好的抗疲劳蠕变性能、抗高温PWHT软化性、焊接工艺性及沿板厚方向组织与性能均匀性，可以用于制造压力容器壳体，尤其是蒸汽蒸发器与稳压器的胴体结构，所述抗高温PWHT软化性尤其指钢板经过≥675℃×15小时以上高温焊后热处理后，母材钢板屈服强度≥300MPa、抗拉强度≥490MPa。本发明专利技术还公开了所述钢板的制备方法。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及低碳当量的正火型钢板，具体地说，涉及一种抗高温焊后热处理(PWHT)软化的压力容器壳体用正火型钢板。
技术介绍
耐热压力容器壳体用钢板是一种要求综合力学性能(强韧性匹配、强塑性匹配)、 焊接性能及高温PWTH后力学性能稳定的中温压力容器用结构材料，它可以用于制作压力容器关键部件——蒸汽蒸发器与稳压器的胴体结构。在压力容器服役过程中，胴体钢板不仅要承受结构承载力、热应力，而且必须具有高的抗疲劳蠕变性能、抗高温PWTH软化性及应力腐蚀性能，以提高耐热压力容器安全性和服役寿命，同时还要求具备优良的焊接工艺性，以便于加工。传统抗高温PWHT软化的耐热压力容器用正火型钢板一般采用含0. 30 0. 50% Mo钢、Cr-Mo系列钢、Mn-Ni-Mo钢(参见159 160回西山纪念技术讲座，P147 P164 ； 86 87回西山纪念技术讲座，P259 P312)，在这些钢板中不可避免地添加大量Cr、Mo、 Ni、V等贵重合金元素；这不仅导致制造成本上升和制造难度加大(Ni、Cr、Mo元素含量较高的钢板，其铸坯表面质量较差，一般均需要下线进行表面清理，有时还需要进行表面着色渗透PT检查、板坯表面修磨及带温切割等)；而且钢板的合金含量较高，碳当量Ceq及焊接冷裂纹敏感指数Pcm也随之较高，这给现场焊接带来较大的困难，焊前需要预热，焊后需要热处理，现场焊接环境恶化、焊接效率降低，加工制作成本升高；且在构件制作及使用过程中易发生氢腐蚀、氢致脆化、回火脆化、焊接部层状剥落及蠕变脆化等问题。现有技术中也有采用正火热处理后加速冷却工艺来生产低碳当量抗高温PWTH的低合金容器钢板，但是钢板加工制作工艺性较差，表现为经过高温PWHT后，钢板强韧性达不到用户或技术标准的要求，其成因是钢板经正火加速冷却后，所得到的显微组织为粒状贝氏体或上贝氏体，除钢板本征韧性与塑性较差之外，更重要的是通过正火加速冷却得到的粒状贝氏体或上贝氏体，组织的热稳定性较差，在后续的高温PWHT过程中，组织发生严重的退化，导致钢板强度、韧性急剧下降，因而此种方法不适用于生产抗高温PWHT低合金容器钢板，尤其在碳当量较低的条件下尤为如此。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种正火型钢板，其具有优异的强韧性及强塑性匹配、良好的抗疲劳蠕变性能、抗高温PWHT软化性、焊接工艺性及沿板厚方向组织与性能均勻性， 可以用于制造压力容器壳体，尤其是蒸汽蒸发器与稳压器的胴体结构，所述抗高温PWHT 软化性尤其指钢板经过> 675°C X 15小时以上高温焊后热处理后，母材钢板屈服强度彡300MPa、抗拉强度彡490MPa。本专利技术提供的正火型钢板，其化学组成和重量百分比如下C 0. 15% 0.20% ；Si彡 0. 30% ；Mn1. 00% 130% ；P ^ 0. 015% ；S (0. 003% ；Als 0. 030% 0. 060%Ni0. 10% 030% ；Cr0. 10% 030% ；Mo0. 05% 010% ；Ti0. 004% 0. 010%Nb0. 008% 0. 030%V 0. 010% 0030% ；B 0. 0003 0.0008% ；N ^ 0. 0060% Ca :0. 0010% 0· 0040% ；余量为!^e和不可避免的杂质。优选地，5彡Mn/C ( 10，以保证特厚钢板同时具有优良的塑韧性。优选地，(0.52Als+0. 15Nb+0. 22V)彡(Mn/C) X (Ntotal-O. 292Τ )，以消除母材钢板， 确保B固溶在钢中，降低HAZ固溶N含量，改善HAZ的塑韧性。优选地，0. 015彡CX (Mo+Nb+V) ( 0. 035，以确保钢板抗高温PWHT软化性。优选地，C彡0. 135 (l+t/280)，以确保钢板抗高温PWHT软化性，其中t为成品钢板厚度，单位为mm。优选地，B ^ 0. 00022 ，确保钢板中具有足够固溶B，保证钢板具有的一定淬透性，促进空冷条件下贝氏体形成，改善钢板抗高温PWHT软化性，提高钢板高温SR后的强度，其中t为成品钢板厚度，单位为mm。优选地，Nb/Ti彡1.00，保证Ti (C，N)、Nb (C，N)以细小弥散的形式在钢中析出，细化钢板晶粒，改善不仅钢板强度与韧性，而且改善焊接HAZ (热影响区)性能。优选地，Ca/S在1. 00 3. 00之间且CaX S°_18 ^ 2. OX 10_3，保证硫化物完全球化、 数量少，并弥散分布在钢中；不仅无害于钢板韧性，而且细小Ca(0，S)粒子钉扎焊接HAZ奥氏体晶粒长大，改善焊接HAZ韧性。优选地，Ceq= C+Mn/6+ (Cu+Ni) /15+ (Cr+Mo+V) /5 ^ 0. 45%，改善钢板焊接工艺性。根据本专利技术具有综合性能优异的钢板组织是均勻细小的等轴铁素体晶粒+变态珠光体+粒状贝氏体+少量板条贝氏体。本专利技术的钢板中各元素及其含量的作用如下C可以大幅度地提高钢板的室温强度、抗高温PWHT软化，但是C含量过高不仅损害钢板的塑韧性、抗回火脆化、氢致脆化及疲劳性能，更重要的是严重损害钢板的焊接性， 因此钢中的C含量不宜过高；经过大量研究表明，当C含量低于0. 15%时，钢板抗高温PWHT 软化性能严重劣化，综合以上的因素，C的含量控制在0. 15% 0. 20%之间。Si促进钢水脱氧并能够提高钢板的室温强度和抗高温PWHT软化；但是采用Al脱氧的钢水，Si的脱氧作用不大，Si虽然能够提高钢板的室温强度和抗高温PWHT软化，但是 Si严重损害钢板的塑韧性、抗回火脆化及氢致脆化性能，更重要的是Si严重损害钢板的焊接性和焊接接头的疲劳性能，因此钢中的Si含量应尽可能控制得低，考虑到炼钢过程的经济性和可操作性，Si含量控制在< 0. 30%。Mn作为重要的合金元素在钢板中除提高强度和改善韧性之外，还具有扩大奥氏体相区，降低ACl、Ac3、Ar1^Ar3点温度，细化铁素体/珠光体显微组织之作用；加入过多Mn会增加铸坯内部的偏析程度和偏析区间(Mn与P、S、C、Mo产生共轭偏析)和表面裂纹，损害铸坯的冶金质量，进而影响钢板的内质健全性、表面质量和力学性能；同时，加入过多的Mn损害钢板的焊接性，易形成脆硬组织如岛状马氏体，综合考虑上述因素，根据C含量范围，Mn 含量控制在1.00%~ 1. 30%之间。P作为钢中有害夹杂对钢板的塑韧性、抗疲劳蠕变性能，尤其对钢板的抗氢致脆化、抗回火脆性及焊接性具有巨大的损害作用；理论上要求越低越好，但考虑到炼钢条件、 炼钢成本和炼钢厂的物流顺畅，要求P含量控制在< 0. 015%。S作为钢中有害夹杂对钢板的塑韧性、抗疲劳蠕变性能，尤其对钢板的抗氢致脆化、抗回火脆性及焊接性具有巨大的损害作用；更重要的是S在钢中与Mn结合，形成MnS夹杂物，在热轧过程中，MnS的可塑性使MnS沿轧向延伸，形成沿轧向MnS夹杂物带，严重损害钢板的横向冲击韧性、Z向性能和焊接性，同时S还是热轧过程中产生热脆性的主要元素； 理论上要求越低越好，但考虑到炼钢条件、炼钢成本和炼钢厂的物流顺畅原则，要求S含量控制在< 0. 003% οCr作为弱碳化物形成元素，添加Cr在提高钢板室温强度、抗高温PW本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种正火型钢板，其化学组成和重量百分比如下：Ｃ：０．１５％～０．２０％；Ｓｉ：≤０．３０％；Ｍｎ：１．００％～１．３０％；Ｐ：≤０．０１５％；Ｓ：≤０．００３％；Ａｌｓ：０．０３０％～０．０６０％；Ｎｉ：０．１０％～０．３０％；Ｃｒ：０．１０％～０．３０％；Ｍｏ：０．０５％～０．１０％；Ｔｉ：０．００４％～０．０１０％；Ｎｂ：０．００８％～０．０３０％；Ｖ：０．０１０％～０．０３０％；Ｂ：０．０００３～０．０００８％；Ｎ：≤０．００６０％；Ｃａ：０．００１０％～０．００４０％；余量为Ｆｅ和不可避免的杂质。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘自成，徐国栋，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：31
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