一种低强度级别Cr-Mo钢板的生产方法
阅读说明：本技术 一种低强度级别Cr-Mo钢板的生产方法 (Production method of low-strength-level Cr-Mo steel plate ) 是由 邓建军 李建朝 侯敬超 赵国昌 李�杰 龙杰 袁锦程 吴艳阳 牛红星 尹卫江 李 于 2019-09-19 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种低强度级别Cr-Mo钢板的生产方法,所述生产方法包括炼钢、连铸、轧制及热处理工序；所述热处理工序,采用正火+水冷返红+高温回火工艺,正火温度920-940℃,保温100-180min,正火后入水冷却5-10min,出水后返红温度300-400℃,回火温度720-740℃,保温120-200min,回火后出炉空冷。本发明生产方法所得低强度级别Cr-Mo钢板屈服强度≥230MPa,抗拉强度450-550MPa,0℃冲击≥60J,钢板探伤满足NB/T47013.3 Ⅰ级合格率≥98%。本发明生产方法,采用现有设备进行生产,仅对生产工艺进行了优化,生产成本较低。(The invention discloses a production method of a low-strength Cr-Mo steel plate, which comprises the working procedures of steel making, continuous casting, rolling and heat treatment; the heat treatment process adopts a normalizing, water cooling and returning and high temperature tempering process, wherein the normalizing temperature is 920 plus 940 ℃, the heat preservation is 100 plus 180min, the water cooling is carried out for 5-10min after normalizing, the returning to the red temperature is 300 plus 400 ℃, the tempering temperature is 720 plus 740 ℃, the heat preservation is 120 plus 200min, and the product is discharged from the furnace and cooled by air after tempering. The yield strength of the low-strength-level Cr-Mo steel plate obtained by the production method is more than or equal to 230MPa, the tensile strength is 450-550MPa, the 0 ℃ impact is more than or equal to 60J, and the qualification rate of the steel plate meeting NB/T47013.3I level is more than or equal to 98 percent by flaw detection. The production method of the invention adopts the existing equipment for production, only optimizes the production process and has lower production cost.)
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种低强度级别Cr-Mo钢板的生产方法。
背景技术
Cr-Mo钢板由于其具有良好的耐高温、高压性能，耐氢腐蚀性能，具有优良的抗高温剥离性能及抗回火脆化能力，并且具有优良的成型性能、焊接性能及焊接工艺适应性能，因此该钢板适用于制造石油化工、核电、汽轮机缸体、火电等高温高压、与氢或氢混合介质接触的大型设备，以上设备经常在高温、高压及强腐蚀环境下工作，使用条件极为苛刻，为了使设备能够安全长期稳定运行，不允许制造设备钢板存在分层、缩孔等缺陷及组织性能不均等情况，因此对钢板的探伤要求及性能稳定性要求较高。
目前连铸坯生产的Cr-Mo钢板，由于该钢板合金元素较高，为保证钢液中合金元素含量稳定性，需要进行较为严格的脱氧处理，脱氧时采用Al脱氧，Al加入过多，易产生大量的Al2O3夹杂，造成探伤不合，Al加入过少，易造成脱氧不充分，因此精炼加合金后钢液中Al含量的控制对钢液质量及后续钢板的探伤质量的稳定性就十分重要。浇铸温度及铸速也影响着铸坯探伤质量，浇铸温度的波动会影响钢液凝固时钢液中杂质及夹杂物上浮能力，进而影响钢液质量。因此Cr-Mo钢板探伤难以满足标准要求。
为保证Cr-Mo钢板的高温性能，该钢板标准要求有较多的Cr、Mo等耐高温元素，Cr、Mo均为提高钢板淬透性元素，能明显提高钢板的强度级别，但对于强度级别较低的Cr-Mo钢板，钢板热处理时若采用正火+加速冷却+回火，易造钢板强度超标准上限，若采用正火+空冷+回火，空冷情况下钢板受下钢条件及周围环境温度影响较大，易造成性能不稳定现象，为此该钢板的性能稳定性较难攻关。
因此开发出探伤质量高及性能稳定的低强度级别Cr-Mo钢板生产工艺对石化、核电、汽轮机、火电等行业的发展极为重要。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种低强度级别Cr-Mo钢板的生产方法。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种低强度级别Cr-Mo钢板的生产方法，所述生产方法包括炼钢、连铸、轧制及热处理工序；所述热处理工序，采用正火+水冷返红+高温回火工艺，正火温度920-940℃，保温100-180min，正火后入水冷却5-10min，出水后返红温度300-400℃，回火温度720-740℃，保温120-200min，回火后出炉空冷。
本发明所述炼钢工序，精炼加合金后钢液中Al含量在0.02-0.03%，抽真空后不加Al脱氧。
本发明所述连铸工序，浇铸温度1540-1560℃，连铸过程中铸坯拉速0.65-0.75m/s，连铸坯厚度200-330mm。
本发明所述轧制工序，轧制过程中坯料加热温度1250-1280℃，在炉时间200-300min；采用控轧方式轧制，Ⅰ段开轧温度1050-1080℃，Ⅱ段开轧温度950-980℃，轧后空冷。
本发明所述生产方法生产的低强度级别Cr-Mo钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.05-0.10%，Si：0.25-0.40%，Mn：0.35-0.50%，Cr：2.00-2.25%，Mo：0.9-1.0%，P≤0.01%，S≤0.01%，Al：0.015-0.035%，其余为Fe和不可避免杂质。
本发明所述生产方法生产的低强度级别Cr-Mo钢板厚度为20-80mm。
本发明所述生产方法生产的低强度级别Cr-Mo钢板屈服强度≥230MPa，抗拉强度450-550MPa，0℃冲击≥60J。
本发明所述生产方法生产的低强度级别Cr-Mo钢板探伤满足NB/T47013.3 Ⅰ级合格率≥98%。
本发明低强度级别Cr-Mo钢板产品标准参考ASME SA-387；产品性能检测方法标准参考ASME SA-370；产品探伤标准参考NB/T47013.3。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本发明热处理工序采用正火+水冷返红+高温回火工艺，正火后水冷返红+高温回火工艺可以避免水冷到底强度过高及空冷性能不均现象。2、本发明生产方法所得钢板屈服强度≥230MPa，抗拉强度450-550MPa，0℃冲击≥60J。3、本发明生产方法所得钢板探伤满足NB/T47013.3 Ⅰ级合格率≥98%。4、本发明生产方法，采用现有设备进行生产，仅对生产工艺进行了优化，生产成本较低。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
本实施例低强度级别Cr-Mo钢板厚度80mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例低强度级别Cr-Mo钢板的生产方法包括炼钢、连铸、轧制及热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）炼钢工序：精炼加合金后钢液中Al含量为0.03%，抽真空后不加Al脱氧；
（2）连铸工序：浇铸温度1560℃，连铸过程中铸坯拉速0.75m/s，连铸坯厚度330mm；
（3）轧制工序：轧制过程中坯料加热温度1250℃，在炉时间300min；采用控轧方式轧制，Ⅰ段开轧温度1080℃，Ⅱ段开轧温度980℃，轧后空冷；
（4）热处理工序：采用正火+水冷返红+高温回火工艺，正火温度940℃，保温180min，正火后入水冷却10min，出水后返红温度300℃；回火温度740℃，保温200min，回火后出炉空冷。
本实施例低强度级别Cr-Mo钢板性能指标见表2；钢板探伤满足NB/T47013.3 Ⅰ级合格率98%。
实施例2
本实施例低强度级别Cr-Mo钢板厚度20mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例低强度级别Cr-Mo钢板的生产方法包括炼钢、连铸、轧制及热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）炼钢工序：精炼加合金后钢液中Al含量为0.02%，抽真空后不加Al脱氧；
（2）连铸工序：浇铸温度1540℃，连铸过程中铸坯拉速0.65m/s，连铸坯厚度200mm；
（3）轧制工序：轧制过程中坯料加热温度1280℃，在炉时间200min；采用控轧方式轧制，Ⅰ段开轧温度1050℃，Ⅱ段开轧温度950℃，轧后空冷；
（4）热处理工序：采用正火+水冷返红+高温回火工艺，正火温度920℃，保温100min，正火后入水冷却5min，出水后返红温度400℃；回火温度720℃，保温120min，回火后出炉空冷。
本实施例低强度级别Cr-Mo钢板性能指标见表2；钢板探伤满足NB/T47013.3 Ⅰ级合格率98.5%。
实施例3
本实施例低强度级别Cr-Mo钢板厚度37mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例低强度级别Cr-Mo钢板的生产方法包括炼钢、连铸、轧制及热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）炼钢工序：精炼加合金后钢液中Al含量为0.024%，抽真空后不加Al脱氧；
（2）连铸工序：浇铸温度1545℃，连铸过程中铸坯拉速0.69m/s，连铸坯厚度240mm；
（3）轧制工序：轧制过程中坯料加热温度1260℃，在炉时间230min；采用控轧方式轧制，Ⅰ段开轧温度1060℃，Ⅱ段开轧温度970℃，轧后空冷；
（4）热处理工序：采用正火+水冷返红+高温回火工艺，正火温度934℃，保温147min，正火后入水冷却6.5min，出水后返红温度340℃；回火温度730℃，保温170min，回火后出炉空冷。
本实施例低强度级别Cr-Mo钢板性能指标见表2；钢板探伤满足NB/T47013.3 Ⅰ级合格率99%。
实施例4
本实施例低强度级别Cr-Mo钢板厚度75mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例低强度级别Cr-Mo钢板的生产方法包括炼钢、连铸、轧制及热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）炼钢工序：精炼加合金后钢液中Al含量为0.028%，抽真空后不加Al脱氧；
（2）连铸工序：浇铸温度1547℃，连铸过程中铸坯拉速0.72m/s，连铸坯厚度300mm；
（3）轧制工序：轧制过程中坯料加热温度1265℃，在炉时间275min；采用控轧方式轧制，Ⅰ段开轧温度1070℃，Ⅱ段开轧温度950℃，轧后空冷；
（4）热处理工序：采用正火+水冷返红+高温回火工艺，正火温度929℃，保温160min，正火后入水冷却7min，出水后返红温度380℃；回火温度735℃，保温140min，回火后出炉空冷。
本实施例低强度级别Cr-Mo钢板性能指标见表2；钢板探伤满足NB/T47013.3 Ⅰ级合格率99%。
实施例5
本实施例低强度级别Cr-Mo钢板厚度50mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例低强度级别Cr-Mo钢板的生产方法包括炼钢、连铸、轧制及热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）炼钢工序：精炼加合金后钢液中Al含量为0.025%，抽真空后不加Al脱氧；
（2）连铸工序：浇铸温度1550℃，连铸过程中铸坯拉速0.67m/s，连铸坯厚度280mm；
（3）轧制工序：轧制过程中坯料加热温度1270℃，在炉时间240min；采用控轧方式轧制，Ⅰ段开轧温度1065℃，Ⅱ段开轧温度960℃，轧后空冷；
（4）热处理工序：采用正火+水冷返红+高温回火工艺，正火温度930℃，保温120min，正火后入水冷却8min，出水后返红温度350℃；回火温度725℃，保温160min，回火后出炉空冷。
本实施例低强度级别Cr-Mo钢板性能指标见表2；钢板探伤满足NB/T47013.3 Ⅰ级合格率98.7%。
实施例6
本实施例低强度级别Cr-Mo钢板厚度40mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例低强度级别Cr-Mo钢板的生产方法包括炼钢、连铸、轧制及热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）炼钢工序：精炼加合金后钢液中Al含量为0.022%，抽真空后不加Al脱氧；
（2）连铸工序：浇铸温度1555℃，连铸过程中铸坯拉速0.66m/s，连铸坯厚度220mm；
（3）轧制工序：轧制过程中坯料加热温度1255℃，在炉时间220min；采用控轧方式轧制，Ⅰ段开轧温度1055℃，Ⅱ段开轧温度956℃，轧后空冷；
（4）热处理工序：采用正火+水冷返红+高温回火工艺，正火温度937℃，保温150min，正火后入水冷却9min，出水后返红温度320℃；回火温度728℃，保温180min，回火后出炉空冷。
本实施例低强度级别Cr-Mo钢板性能指标见表2；钢板探伤满足NB/T47013.3 Ⅰ级合格率98.4%。
实施例7
本实施例低强度级别Cr-Mo钢板厚度60mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例低强度级别Cr-Mo钢板的生产方法包括炼钢、连铸、轧制及热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）炼钢工序：精炼加合金后钢液中Al含量为0.027%，抽真空后不加Al脱氧；
（2）连铸工序：浇铸温度1558℃，连铸过程中铸坯拉速0.70m/s，连铸坯厚度300mm；
（3）轧制工序：轧制过程中坯料加热温度1275℃，在炉时间290min；采用控轧方式轧制，Ⅰ段开轧温度1075℃，Ⅱ段开轧温度964℃，轧后空冷；
（4）热处理工序：采用正火+水冷返红+高温回火工艺，正火温度925℃，保温130min，正火后入水冷却8.5min，出水后返红温度360℃；回火温度722℃，保温150min，回火后出炉空冷。
本实施例低强度级别Cr-Mo钢板性能指标见表2；钢板探伤满足NB/T47013.3 Ⅰ级合格率98.9%。
实施例8
本实施例低强度级别Cr-Mo钢板厚度46mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例低强度级别Cr-Mo钢板的生产方法包括炼钢、连铸、轧制及热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）炼钢工序：精炼加合金后钢液中Al含量为0.026%，抽真空后不加Al脱氧；
（2）连铸工序：浇铸温度1542℃，连铸过程中铸坯拉速0.68m/s，连铸坯厚度200mm；
（3）轧制工序：轧制过程中坯料加热温度1258℃，在炉时间260min；采用控轧方式轧制，Ⅰ段开轧温度1072℃，Ⅱ段开轧温度973℃，轧后空冷；
（4）热处理工序：采用正火+水冷返红+高温回火工艺，正火温度927℃，保温170min，正火后入水冷却6.5min，出水后返红温度390℃；回火温度738℃，保温190min，回火后出炉空冷。
本实施例低强度级别Cr-Mo钢板性能指标见表2；钢板探伤满足NB/T47013.3 Ⅰ级合格率99.1%。
表1实施例1-8 低强度级别Cr-Mo钢板化学成分组成
及其质量百分含量（%）
表1中成分余量为Fe和不可避免的杂质。
表2 实施例1-8 低强度级别Cr-Mo钢板性能指标
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。