本發(fā)明屬于鋼鐵冶煉技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高韌性壓力容器用A537Cl2鋼板及生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
液化石油氣（LPG）以其燃燒值高，對大氣無污染，可作為化工原料的優(yōu)點(diǎn)，得到國內(nèi)外的廣泛應(yīng)用。A537Cl2鋼板用于制造儲(chǔ)存脫氫丙烷全包容雙金屬低溫LPG儲(chǔ)罐，儲(chǔ)存方式有常溫高壓球罐和低溫常壓罐兩種，目前國內(nèi)建造LPG低溫儲(chǔ)罐使用的鋼板主要為A537Cl2，隨著石油天然氣行業(yè)的不斷發(fā)展，對設(shè)備制造用鋼板的性能要求也起來越苛刻，對低溫韌性的要求越來越高，高韌性壓力容器用A537Cl2鋼板的成功開發(fā)，在目前形勢下，作為高性能壓力容器用鋼，起到不可估量的替代作用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種高韌性壓力容器用A537Cl2鋼板及生產(chǎn)方法。本方法所得鋼板綜合性能良好，質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)成本低，滿足壓力容器生產(chǎn)需要。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種高韌性壓力容器用A537Cl2鋼板，所述鋼板重量百分比的成分組成：C≤0.20%，Si：0.15～0.50%，Mn：0.85～1.60%，P≤0.020%，S≤0.020%，Ni≤0.50%，Mo≤0.08%，Cr≤0.25%，Cu≤0.35%，TAl≥0.020%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
本發(fā)明所述鋼板厚度為10～40mm。
本發(fā)明所述鋼板抗拉強(qiáng)度Rm：550～690MPa，屈服強(qiáng)度Rp0.2≥415MPa，延伸率A50≥22%；-45℃沖擊功＞48焦耳。
本發(fā)明中，C含量為≤0.20%，C作為主要強(qiáng)化元素，起強(qiáng)化的作用，提高鋼板的強(qiáng)度；Mn的含量為0.85～1.60%，提高鋼板強(qiáng)度和固溶強(qiáng)化作用；Ni含量≤0.50%，主要作用是增加鋼的耐大氣腐蝕能力和提高鋼板低溫沖擊韌性的作用；其他元素嚴(yán)格控制，滿足技術(shù)要求。
本發(fā)明還提供一種上述高韌性壓力容器用A537Cl2鋼板的生產(chǎn)方法，所述生產(chǎn)方法包括煉鋼、加熱、軋制和熱處理工序，所述煉鋼工序熔煉成分的重量百分含量為：C≤0.20%，Si：0.15～0.50%，Mn：0.85～1.60%，P≤0.020%，S≤0.020%，Ni≤0.50%，Mo≤0.08%，Cr≤0.25%，Cu≤0.35%，TAl≥0.020%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
本發(fā)明所述煉鋼工序：精煉時(shí)間≥50分鐘；真空前加入CaSi塊50-100kg/噸鋼水，Al線喂至內(nèi)控范圍0.020～0.040%；無渣出鋼，隨鋼水加入鋁脫氧劑預(yù)脫氧，出鋼溫度≥1630℃。
本發(fā)明所述加熱工序：鋼坯連續(xù)爐加熱最高加熱溫度1240℃，均熱溫度1210～1230℃。
本發(fā)明所述軋制工序：采用Ⅱ型控制軋制，晾鋼厚度≥2H，所述H為最終鋼板厚度，Ⅱ階段開軋溫度≤920℃，終軋溫度≤860℃。
本發(fā)明所述熱處理工序：采用淬火＋回火處理工藝。
本發(fā)明所述熱處理工序：淬火爐淬火溫度920±10℃，保溫時(shí)間PLC+20min，水冷加速冷卻。
本發(fā)明所述熱處理工序：回火爐回火溫度670～690℃，保溫時(shí)間3.5～4.5min/mm，回火后即可得到所述的高韌性壓力容器用A537Cl2鋼板。
上述PLC為動(dòng)態(tài)有限元的模擬加熱控制系統(tǒng)，在鋼板長度方向上隨機(jī)測7個(gè)點(diǎn)的上表、中心、下表的溫度，并根據(jù)熱傳導(dǎo)公式推算下一分鐘各個(gè)點(diǎn)的溫度，當(dāng)7個(gè)點(diǎn)同時(shí)達(dá)到正火溫度后開始計(jì)算保溫時(shí)間，20min為保溫時(shí)間。
采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：生產(chǎn)的鋼板以淬火+回火熱處理狀態(tài)交貨，探傷滿足ASTM A435/435M 標(biāo)準(zhǔn)要求，鋼板附加低溫沖擊韌性嚴(yán)于ASTM A537/A537M標(biāo)準(zhǔn)要求；抗拉強(qiáng)度Rm：550～690MPa，屈服強(qiáng)度Rp0.2≥415MPa，延伸率A50≥22%；-45℃沖擊功大于48焦耳；鋼板具有純凈度較高、成分均勻、內(nèi)部致密的特點(diǎn)，力學(xué)性能完全滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，適合于制造壓力容器等關(guān)鍵設(shè)備部件。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
實(shí)施例1
鋼板厚度為10mm，由以下重量百分比的成分組成：C：0.13%，Si：0.30%，Mn：1.32%，P：0.010%，S：0.002%，Cr：0.18%，Mo：0.001%，Ni：0.40%，Cu：0.02%，TAl：0.030%，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
高韌性壓力容器用A537Cl2鋼板生產(chǎn)工藝如下所述：
（1）煉鋼工序：加強(qiáng)精煉操作，強(qiáng)化脫氧力度，有效精煉時(shí)間55分鐘。真空前加入CaSi塊70kg/噸鋼水，Al線喂至0.030%。無渣出鋼，隨鋼水加入鋁脫氧劑預(yù)脫氧，出鋼溫度1650℃，連鑄成軋鋼所需鋼坯，煉鋼工序鋼水成分的重量百分含量如所述鋼板重量百分比的成分組成。
（2）加熱工序：鋼坯連續(xù)爐加熱最高加熱溫度1240℃，均熱溫度1220℃，保證鋼坯均勻透燒。
（3）軋制工序：采用Ⅱ型控制軋制，晾鋼厚度25mm，Ⅱ階段開軋溫度910℃，終軋溫度860℃，最后得到所需厚度的鋼板。
（4）熱處理工序：采用淬火＋回火處理；淬火爐淬火溫度930℃、保溫時(shí)間PLC+20min，水冷加速冷卻；回火爐回火溫度680℃、保溫時(shí)間3.5min/mm，回火后即可得到所述的高韌性壓力容器用A537Cl2鋼板，所得鋼板的力學(xué)性能見表1。
實(shí)施例2
鋼板厚度為15mm，由以下重量百分比的成分組成：C：0.14%，Si：0.32%，Mn：1.30%，P：0.010%，S：0.002%，Cr：0.16%，Mo：0.001%，Ni：0.42%，Cu： 0.02%，TAl：0.032%，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
高韌性壓力容器用A537Cl2鋼板生產(chǎn)工藝如下所述：
（1）煉鋼工序：加強(qiáng)精煉操作，強(qiáng)化脫氧力度，有效精煉時(shí)間57分鐘。真空前加入CaSi塊80kg/噸鋼水，Al線喂至0.032%。無渣出鋼，隨鋼水加入鋁脫氧劑預(yù)脫氧，出鋼溫度1640℃，連鑄成軋鋼所需鋼坯，煉鋼工序鋼水成分的重量百分含量如所述鋼板重量百分比的成分組成。
（2）加熱工序：鋼坯連續(xù)爐加熱最高加熱溫度1240℃，均熱溫度1210，保證鋼坯均勻透燒。
（3）軋制工序：采用Ⅱ型控制軋制，晾鋼厚度35mm，Ⅱ階段開軋溫度920℃，終軋溫度840℃，最后得到所需厚度的鋼板。
（4）熱處理工序：采用淬火＋回火處理；淬火爐淬火溫度920℃、保溫時(shí)間PLC+20min，水冷加速冷卻；回火爐回火溫度670℃、保溫時(shí)間4min/mm，回火后即可得到所述的高韌性壓力容器用A537Cl2鋼板，所得鋼板的力學(xué)性能見表1。
實(shí)施例3
鋼板厚度為25mm，由以下重量百分比的成分組成：C：0.12%，Si：0.29%，Mn：1.28%，P：0.011%，S：0.001%，Cr：0.18%，Mo：0.002%，Ni：0.40%，Cu：0.02%，TAl：0.031%，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
高韌性壓力容器用A537Cl2鋼板生產(chǎn)工藝如下所述：
（1）煉鋼工序：加強(qiáng)精煉操作，強(qiáng)化脫氧力度，有效精煉時(shí)間52分鐘。真空前加入CaSi塊75kg/噸鋼水，Al線喂至0.031%。無渣出鋼，隨鋼水加入鋁脫氧劑預(yù)脫氧，出鋼溫度1630℃，連鑄成軋鋼所需鋼坯，煉鋼工序鋼水成分的重量百分含量如所述鋼板重量百分比的成分組成。
（2）加熱工序：鋼坯連續(xù)爐加熱最高加熱溫度1240℃，均熱溫度1215℃，保證鋼坯均勻透燒。
（3）軋制工序：采用Ⅱ型控制軋制，晾鋼厚度55mm，Ⅱ階段開軋溫度905℃，終軋溫度830℃，最后得到所需厚度的鋼板。
（4）熱處理工序：采用淬火＋回火處理；淬火爐淬火溫度925℃、保溫時(shí)間PLC+20min，水冷加速冷卻；回火爐回火溫度675℃、保溫時(shí)間4.5min/mm，回火后即可得到所述的高韌性壓力容器用A537Cl2鋼板，所得鋼板的力學(xué)性能見表1。
實(shí)施例4
鋼板厚度為35mm，由以下重量百分比的成分組成：C：0.20%，Si：0.15%，Mn：0.85，P：0.020%，S：0.020%，Cr：0.16%，Mo：0.002%，Ni：0.50%，Cu：0.02%，TAl：0.020%，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
高韌性壓力容器用A537Cl2鋼板生產(chǎn)工藝如下所述：
（1）煉鋼工序：加強(qiáng)精煉操作，強(qiáng)化脫氧力度，有效精煉時(shí)間55分鐘。真空前加入CaSi塊50kg/噸鋼水，Al線喂至0.020%。無渣出鋼，隨鋼水加入鋁脫氧劑預(yù)脫氧，出鋼溫度1645℃，連鑄成軋鋼所需鋼坯，煉鋼工序鋼水成分的重量百分含量如所述鋼板重量百分比的成分組成。
（2）加熱工序：鋼坯連續(xù)爐加熱最高加熱溫度1240℃，均熱溫度1230℃，保證鋼坯均勻透燒。
（3）軋制工序：采用Ⅱ型控制軋制，晾鋼厚度75m，Ⅱ階段開軋溫度900，終軋溫度820℃，最后得到所需厚度的鋼板。
（4）熱處理工序：采用淬火＋回火處理；淬火爐淬火溫度915℃、保溫時(shí)間PLC+20min，水冷加速冷卻；回火爐回火溫度690、保溫時(shí)間4.5min/mm，回火后即可得到所述的高韌性壓力容器用A537Cl2鋼板，所得鋼板的力學(xué)性能見表1。
實(shí)施例5
鋼板厚度為40mm，由以下重量百分比的成分組成：C：0.12%，Si：0.50%，Mn：1.60%，P：0.012%，S：0.003%，Cr：0.25%，Mo：0.08%，Ni：0.39%，Cu：0.35%，TAl：0.040%，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
高韌性壓力容器用A537Cl2鋼板生產(chǎn)工藝如下所述：
（1）煉鋼工序：加強(qiáng)精煉操作，強(qiáng)化脫氧力度，有效精煉時(shí)間50分鐘。真空前加入CaSi塊100kg/噸鋼水，Al線喂至0.040%。無渣出鋼，隨鋼水加入鋁脫氧劑預(yù)脫氧，出鋼溫度1655℃，連鑄成軋鋼所需鋼坯，煉鋼工序鋼水成分的重量百分含量如所述鋼板重量百分比的成分組成。
（2）加熱工序：鋼坯連續(xù)爐加熱最高加熱溫度1240℃，均熱溫度1225℃，保證鋼坯均勻透燒。
（3）軋制工序：采用Ⅱ型控制軋制，晾鋼厚度80m，Ⅱ階段開軋溫度890，終軋溫度810℃，最后得到所需厚度的鋼板。
（4）熱處理工序：采用淬火＋回火處理；淬火爐淬火溫度910℃、保溫時(shí)間PLC+20min，水冷加速冷卻；回火爐回火溫度685、保溫時(shí)間4min/mm，回火后即可得到所述的高韌性壓力容器用A537Cl2鋼板，所得鋼板的力學(xué)性能見表1。
表1 A537Cl2鋼板的力學(xué)性能
實(shí)驗(yàn)證明：本發(fā)明的鋼板強(qiáng)度及韌性匹配良好，采用淬火+回火相結(jié)合工藝生產(chǎn)，所得鋼板綜合性能良好，質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)成本低，可實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)。
以上實(shí)施例僅用以說明而非限制本發(fā)明的技術(shù)方案，盡管參照上述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：依然可以對本發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。