專利名稱：高韌性高延性低輻照脆化核電承壓設(shè)備用鋼及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于低碳微合金鋼技術(shù)領(lǐng)域，具體地涉及一種高韌性高延性低輻照脆化核 電承壓設(shè)備用鋼及其制造方法。
背景技術(shù)：
核電承壓設(shè)備用鋼適用于制造核反應(yīng)堆的安全殼、壓力容器、壓力管道等支撐反 應(yīng)堆基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的材料，同時(shí)還起到保護(hù)核電設(shè)備運(yùn)行、防止放射性射線擴(kuò)散的作用，是反應(yīng) 堆的最后一道安全屏障。根據(jù)反應(yīng)堆類型的不同和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)材料作用的不同，核電承壓設(shè) 備用鋼的安全級(jí)別要求也是不同的。目前在核電安全殼、支架、牛腿、二級(jí)管道等承壓設(shè)備 中多采用如A42、A52、P265GH、P295GH、P355GH等抗拉強(qiáng)度400 550MPa級(jí)鋼，但這些鋼種 的韌性、延性以及強(qiáng)度控制水平不高，只能適用于第二代核電工程中的核安全2、3級(jí)承壓 設(shè)備。隨著第三代核電技術(shù)的發(fā)展，原有的承壓設(shè)備用鋼不能完全滿足核電工程對(duì)鋼板的 強(qiáng)度、韌性、焊接性等性能要求。為了提高核電站運(yùn)行中的安全性和可靠性，承壓設(shè)備用鋼 需要進(jìn)一步提高其韌性、延性、高溫拉伸性能、焊接性能，降低輻照脆化效應(yīng)，減少鋼板性能 波動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)降低核電承壓設(shè)備的制造成本和施工難度，提高工程壽命和安全性。在本發(fā)明以前，國(guó)內(nèi)有關(guān)第三代核電技術(shù)核電承壓設(shè)備用鋼的技術(shù)文獻(xiàn)和專利文 獻(xiàn)較少。如《大型鑄鍛件》2008，(1) :1_3中“核反應(yīng)堆壓力容器鍛件用SA508系列鋼的比 較和分析”一文以及《大型鑄鍛件》2002，(1) :5-9中“1000MW核電蒸發(fā)器管板煉鋼工藝研 究”一文分別對(duì)A508-3和18MND5核電承壓設(shè)備用鋼的技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行了探討。這兩種鋼的 優(yōu)點(diǎn)是均具有高強(qiáng)度和高韌性，但其化學(xué)成分中添加了輻照脆化敏感元素Cu、V，并且對(duì)鋼 板中殘余元素如P、S、Sn、Sb、As等的控制水平不高，加重了鋼板的輻照脆化效應(yīng)。同時(shí)，為 了提高鋼材的強(qiáng)度，這些鋼成份中添加了較多合金元素，致使鋼的純凈度有一定程度降低， 偏析程度也增大，因而鋼的強(qiáng)度太高致使延性下降，不適合制造對(duì)強(qiáng)度、延性、韌性、焊接性 等綜合性能要求較高的核電安全殼、支架、牛腿、二級(jí)管道等承壓設(shè)備。因而不適合制造第 二代改進(jìn)型和第三代核電承壓設(shè)備。另外，實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，核電承壓設(shè)備中也采用過(guò)很多不銹鋼如Z2CN18-10等， 這些不銹鋼有較高的強(qiáng)度和低的屈強(qiáng)比、有良好的抗疲勞性能和斷裂韌性，同時(shí)具有較好 的耐腐蝕性和低溫韌性，但是這些不銹鋼的不足之處在于它們的化學(xué)成分中貴重合金元素 Ni.Mo.Cr等含量均較高，使鋼材制造成本較高，同時(shí)不銹鋼鋼板的生產(chǎn)厚度也有限制，對(duì)后 期鋼板焊接工藝要求也很嚴(yán)格，因而導(dǎo)致整個(gè)核島建設(shè)工程成本增高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要提供一種高韌性高延性低輻照脆化核電承壓設(shè)備用鋼及其制 造方法，該鋼具有良好的冷熱加工性能及優(yōu)異的焊接性能，該制造方法能精確控制在正火 態(tài)或控軋態(tài)等不同交貨狀態(tài)下鋼板的強(qiáng)度范圍。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的高韌性高延性低輻照脆化核電承壓設(shè)備用
3鋼，其化學(xué)成分按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)為:C 0. 08 0. 15、Si 0. 20 0. 35、Mn 0. 80 1. 60、 P 彡 0. 012、S ( 0. 005、Alt 0. 01 0. 05、Ti 0. 008 0. 015、N ≤ 0. 010，其余為 Fe 及不 可避免的雜質(zhì)；該鋼的化學(xué)成分還滿足以下關(guān)系式(l)Ni+Cr+Mo+Cu ^ 0. 70 ；(2)Alt/N ≤ 2. 0 ；(3) Cu+6Sn ≤ 0. 30 ；(4) Sn+Sb+As+Pb ≤ 0. 020。該鋼的優(yōu)選化學(xué)成分按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)為C 0. 10 0. 15、Si 0. 20 0. 35、Mn 0. 90 1. 50、P 彡 0. 012、S 彡 0. 003、Alt 0. 02 0. 04、Ti 0. 008 0. 015、N 彡 0. 010，
其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)；本發(fā)明高韌性高延性低輻照脆化核電承壓設(shè)備用鋼加工成厚度為4 IOmm控軋 態(tài)鋼板的制造方法包括以下步驟鐵水脫硫、轉(zhuǎn)爐冶煉、真空處理、連鑄、板坯加熱、熱連軋、 冷卻、卷取、開(kāi)平等，所述板坯加熱溫度制為1100 1250°C，所述熱連軋開(kāi)軋溫度控制為 1000 1150°C，終軋溫度控制為800 900°C，卷取溫度控制為60 680°C。進(jìn)一步地，所述板坯加熱溫度控制為1180 1250°C ；所述熱連軋開(kāi)軋溫度控制為 1040 1100°C，終軋溫度控制為840 8600C0更進(jìn)一步地，對(duì)CE彡0. 30的鋼產(chǎn)品，所述卷取溫度控制為620 650 V ；對(duì)CE > 0. 30的鋼產(chǎn)品所述卷取溫度控制為650 680 ；其中，所述CE = C+Mn/6+(Cu+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15。本發(fā)明高韌性高延性低輻照脆化核電承壓設(shè)備用鋼加工成厚度為10 60mm正火 態(tài)鋼板制造方法包括以下步驟鐵水脫硫、轉(zhuǎn)爐冶煉、真空處理、連鑄、板坯加熱、熱連軋、冷 卻、正火處理等，其中，所述熱連軋時(shí)開(kāi)軋溫度控制為1100 1280，終軋溫度控制在800 900°C，軋制總壓下率彡60%，所述正火熱處理溫度為870 930°C ；正火后空冷至室溫。進(jìn)一步地，所述開(kāi)軋溫度控制為1180 1240°C ；所述終軋溫度控制為800 8600C ；所述軋制總壓下率彡70% ；更進(jìn)一步地，對(duì)CE ^ 0. 36的鋼產(chǎn)品，所述正火熱處理溫度控制為870 900°C ； 對(duì)CE > 0. 36的鋼產(chǎn)品所述正火熱處理溫度控制為900 930°C ；其中，所述CE = C+Mn/6+(Cu+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15。本發(fā)明鋼成分中主要合金元素的設(shè)定及制造方法原理如下設(shè)計(jì)發(fā)明本鋼種時(shí)，考慮該鋼主要是要保證鋼板的韌性、延性水平和控制好強(qiáng)度 范圍。因此，低碳微合金鋼可以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。煉鋼時(shí)要控制鋼水的純凈度，防止雜質(zhì)元素 和殘余元素對(duì)鋼板輻照脆化性能的影響。C、Si、Mn、Alt的設(shè)計(jì)成分要保證鋼板的強(qiáng)度范圍 符合核電承壓設(shè)備用鋼如核電安全殼、支架、牛腿、管道等設(shè)備的要求。微量Ti的添加提 高了鋼板的延性和韌性水平，保證了鋼板的使用安全。(1)碳碳屬于對(duì)輻照有害的間隙元素，輻照硬化與鋼中間隙元素的數(shù)量密切相關(guān)。隨著 碳含量增加，鋼材的延伸率和沖擊韌性下降，尤其是低溫韌性下降的幅度更大，而且在鋼材 的焊接熱影響區(qū)還會(huì)出現(xiàn)淬硬現(xiàn)象，導(dǎo)致焊接冷裂紋的產(chǎn)生。本發(fā)明鋼設(shè)計(jì)成分時(shí)在保證 合適強(qiáng)度前提下，應(yīng)適當(dāng)減小碳的重量百分含量。因此，本發(fā)明中碳重量百分含量應(yīng)控制在
40. 08 0. 15%范圍，優(yōu)選0. 10 0. 15%范圍以便獲得優(yōu)良的綜合性能。(3)硅核電承壓設(shè)備用鋼中的硅含量不是有意添加的合金元素，而是冶煉時(shí)從廢鋼和生 鐵原料中帶來(lái)的。硅有穩(wěn)定輻照缺陷的作用，使恢復(fù)效應(yīng)不明顯。硅含量過(guò)高對(duì)輻照有害， 應(yīng)嚴(yán)格控制核電承壓設(shè)備用鋼中硅的含量，其重量百分含量一般應(yīng)小于0. 35%。但硅能降 低鋼中碳的石墨化傾向，并以固溶強(qiáng)化形式提高鋼的強(qiáng)度，所以本發(fā)明中硅控制在0. 20
0.35%。(4)猛錳是擴(kuò)大Y相、細(xì)化晶粒、球化碳化物和保證綜合性能以及提高淬透性的有效元 素，但實(shí)驗(yàn)表明它有增大輻照脆化的趨勢(shì)。這是因?yàn)殄i造成Ac3溫度降低，使鋼板在輻照下 鋼中滿足奧氏體化溫度的熱峰數(shù)量增加，即類似于被淬火的微區(qū)增多。因此，在保證核電 承壓設(shè)備用鋼一定強(qiáng)度的情況下要控制錳的重量百分含量在0. 80 1. 60%，優(yōu)選0. 90
1.50%范圍，同時(shí)能保證鋼材的強(qiáng)度和低輻照脆化性能。(5)鋁鋁是鋼中的主要脫氧元素，鋁在Y相中的最大溶解度大約0.6%，它溶入奧氏體 后僅微弱地增大淬透性，所以認(rèn)為全鋁(Alt)對(duì)焊接氫致裂紋基本沒(méi)有影響。但是，當(dāng)Alt 含量過(guò)高時(shí)，易導(dǎo)致鋼中夾雜增多，對(duì)鋼的韌性不利，所以本發(fā)明將鋁重量百分含量控制在 0. 01 0. 05%，優(yōu)選 0. 02 0. 04%范圍。(6)氮固溶氮的多少對(duì)氮與輻照缺陷以及影響其他元素同輻照點(diǎn)缺陷或缺陷團(tuán)形成復(fù) 雜缺陷的數(shù)量、穩(wěn)定性有關(guān)。如德國(guó)電站聯(lián)盟卡威屋公司(KWU)對(duì)核電承壓設(shè)備用鋼中規(guī) 定含N< 0.013%，在本發(fā)明中要求N重量百分含量≤0.010%。本發(fā)明的核電承壓設(shè)備用鋼中，為了脫氧和細(xì)化晶粒而控制的鋁含量與N含量有 關(guān)，對(duì)Alt/N有要求。鋼材中若Alt/N比例合理，可以改善鋼的韌性、減少輻照敏感性。本 發(fā)明在限定Alt含量范圍同時(shí)限定了 Alt/N ≥ 2. 0%有利于改善鋼板韌性，減少輻照敏感 性，同時(shí)降低鋼板應(yīng)變時(shí)效敏感性。(7)鈦鈦是一種強(qiáng)烈的碳化物和氮化物形成元素，形成的TiN、Ti (CN)等粒子非常穩(wěn)定， 能有效地釘扎晶界，阻止Y晶粒長(zhǎng)大，因而起到細(xì)化晶粒的作用。鈦能在一定程度上抑制 輻照空洞的產(chǎn)生，但過(guò)多的鈦會(huì)造成鈦的析出物增多。同時(shí)，微量的鈦可提善鋼的高溫強(qiáng)度 和韌性，故將鈦的重量百分含量控制在0. 008 0. 015%。在對(duì)單個(gè)元素的含量進(jìn)行限定的同時(shí)，本發(fā)明鋼還用關(guān)系式 Ni+Cr+Mo+Cu ( 0. 70%限制了 Ni、Cr、Mo、Cu等元素的重量百分含量的殘留量。由于鎳在 輻照條件下會(huì)形成不穩(wěn)定的微小淬火區(qū)，增大了鋼板內(nèi)部脆化傾向，而在輻照下沉淀出的 自由銅對(duì)串級(jí)碰撞產(chǎn)生的微空洞有穩(wěn)定作用，增大了鋼板輻照脆效應(yīng)。作出上述限制不僅 保證了鋼板的強(qiáng)度范圍和鋼水的純凈度，又降低了核級(jí)設(shè)備在輻照下的脆化效應(yīng)。此外，痕跡元素和雜質(zhì)元素都是地礦內(nèi)天然存在的元素，煉鋼原料中難以避免。 本發(fā)明鋼的痕跡元素主要是As、Pb、Sn、Sb，盡管在鋼中含量甚少，但對(duì)輻照性能影響較 大，嚴(yán)格控制其含量能明顯減少輻照效應(yīng)。但這些痕跡元素僅對(duì)高溫輻照有影響，在低于149°C輻照時(shí)，影響不大。這與低溫輻照時(shí)基體中組織的影響大于成分影響而高溫輻 照時(shí)成分的影響大于組織有關(guān)。因此本發(fā)明對(duì)上述各痕跡元素的重量百分含量限定了 Sn+Sb+As+Pb ^ 0. 020%和 Cu+6Sn ^ 0. 30% 的要求。在本發(fā)明鋼成分中磷和硫等雜質(zhì)元素有加速輻照脆化的傾向。硫能降低輻照試驗(yàn) 后試樣最大沖擊功，這與形成低熔點(diǎn)的FeS、MnS有關(guān)。磷對(duì)輻照敏感與磷在晶界偏析有關(guān)。 因磷原子擴(kuò)散到晶界引起偏析使晶界表面能降低，所以導(dǎo)致無(wú)塑性轉(zhuǎn)變溫度(NDTT)增加。 此外，磷含量對(duì)輻照脆化的影響還與銅含量有關(guān)。隨銅含量增加，磷的輻照效應(yīng)減少。因?yàn)?鋼中銅含量低時(shí)，聚集成兒個(gè)納米大小的磷原子群和磷化物沉淀比較多；隨著銅量增加，磷 被結(jié)合在富銅沉淀中，產(chǎn)生銅磷化物，即磷的單獨(dú)影響隨著銅增加而降低?？紤]實(shí)際冶金水 平，本發(fā)明鋼中將P和S的重量百分含量限定為P彡0.012%、S彡0. 005%。本發(fā)明高韌性高延性低輻照脆化核電承壓設(shè)備用鋼制造方法所依據(jù)的原理如 下本發(fā)明鋼控軋態(tài)鋼板制造方法中將終軋溫度(RT7)設(shè)置在800 900°C范 圍，優(yōu)選840 860°C范圍。該溫度如設(shè)置過(guò)低會(huì)造成冷卻強(qiáng)度不足，鋼板強(qiáng)度偏低； 如設(shè)置過(guò)高會(huì)使自動(dòng)冷卻系統(tǒng)水量過(guò)大，造成鋼板強(qiáng)度偏高。將卷取溫度(CT)設(shè)置在 620 680°C，是保證鋼卷在設(shè)備允許的卷取溫度范圍內(nèi)。根據(jù)不同的碳當(dāng)量制定合適 的卷取溫度來(lái)精確控制強(qiáng)度范圍，優(yōu)選方案是對(duì)CE ^ 0. 30的鋼產(chǎn)品，所述卷取溫度控 制為620 650°C ；對(duì)CE>0. 30的鋼產(chǎn)品卷取溫度控制為650 680°C ；其中CE = C+Mn/6+(Cu+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15。本發(fā)明控軋態(tài)鋼板制造方法優(yōu)選適用于生產(chǎn)厚度4 IOmm鋼板，如此限定厚度 是因?yàn)榭剀垜B(tài)鋼板采用熱連軋生產(chǎn)工藝，如生產(chǎn)厚度< 4mm，鋼板的板形控制難度較大，且 不便于運(yùn)輸，如厚度要求> 10mm，則可以在正火態(tài)工藝實(shí)現(xiàn)，鋼板整體力學(xué)性能要優(yōu)于控軋 態(tài)。本發(fā)明鋼正火態(tài)鋼板制造方法中將熱連軋開(kāi)軋溫度設(shè)置在1100 1280°C，優(yōu)選 1180 1240°C，如該溫度設(shè)置過(guò)低會(huì)造成軋制應(yīng)力過(guò)大，軋制時(shí)可能出現(xiàn)裂紋，甚至斷坯 而成為廢品。同時(shí)，開(kāi)軋溫度過(guò)低也不利于鋼中粗大晶粒的破碎，使鋼中晶粒粗大，降低了 鋼板的機(jī)械性能，也增大了軋機(jī)負(fù)荷，減少了軋機(jī)的使用壽命。如開(kāi)軋溫度設(shè)置過(guò)高軋制時(shí) 易造成混晶，使鋼板組織均勻性降低，韌性下降。終軋溫度控制在800 900°C，優(yōu)選800 860°C也能更好保證鋼材的綜合力學(xué)性能。將正火溫度設(shè)置在860 950°C，主要是使鋼完 全奧氏體化，形成均勻的奧氏體組織。為了精確控制鋼板的強(qiáng)度范圍，優(yōu)選制造方案是根 據(jù)不同的碳當(dāng)量設(shè)置正火溫度范圍，對(duì)CE ^ 0. 36的鋼產(chǎn)品，所述正火熱處理溫度控制為 870 900°C ；對(duì)CE > 0. 36的鋼產(chǎn)品所述正火熱處理溫度控制為900 930°C ；其中，所述 CE = C+Mn/6+(Cu+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15。本發(fā)明正火態(tài)鋼板制造方法適用于生產(chǎn)厚度10 60mm鋼板，因?yàn)槿绾穸?gt; 60mm， 板厚效應(yīng)加大，不同厚度鋼板之間強(qiáng)度范圍差異增大，且對(duì)于較厚鋼板不同部位強(qiáng)度、延性 和韌性差異也變大。如厚度< 10mm，鋼板在軋制、熱處理后板型難以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。本發(fā)明通過(guò)嚴(yán)格控制鋼材化學(xué)成分的重量百分含量和采取合理的軋制和熱處理 工藝，能精確控制鋼板在不同交貨狀態(tài)下的強(qiáng)度范圍。本發(fā)明鋼產(chǎn)品的上屈服強(qiáng)度(Rdl)介 于300 345MPa，此強(qiáng)度范圍下，鋼板在與混凝土等材料結(jié)合時(shí)有最佳的匹配性，在冷熱條
6件下不容易出現(xiàn)裂紋與間隙。同時(shí)本發(fā)明的鋼板具有高韌性、高延性、低輻照脆化，良好的 冷熱加工性能及優(yōu)異的焊接性能，能夠縮短生產(chǎn)工藝流程和生產(chǎn)周期、大大減低鋼的生產(chǎn) 成本，實(shí)現(xiàn)鋼種的國(guó)產(chǎn)化，結(jié)束第三代重要部位核電承壓設(shè)備用鋼材依賴進(jìn)口的現(xiàn)狀。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的高韌性高延性低輻照脆化核電承壓設(shè)備用鋼及 其制造方法作詳細(xì)說(shuō)明。表1列出了本發(fā)明的具體實(shí)例鋼1 8的化學(xué)成分重量百分比(余量為Fe及不 可避免的雜質(zhì))，表1中9 12鋼是已有的4爐國(guó)內(nèi)外同類型鋼種，選擇作為對(duì)比鋼。表1本發(fā)明實(shí)施例與對(duì)比鋼種化學(xué)成分)
7 表2列出了表1對(duì)應(yīng)的實(shí)施例鋼板以及對(duì)比鋼板的制造主要制造工藝過(guò)程，其中
實(shí)施例鋼1、2、3、4以及對(duì)比鋼9、10為控軋態(tài)鋼，實(shí)施例鋼5、6、7、8以及對(duì)比鋼11、12為正 火態(tài)鋼。 表2本發(fā)明實(shí)施例與對(duì)比鋼種的主要制造工藝過(guò)程
8 表3列出了本實(shí)施例1 8鋼板及對(duì)比剛9 12鋼板力學(xué)性能。表3本發(fā)明實(shí)施例與對(duì)比鋼種的力學(xué)檢驗(yàn)結(jié)果
件I):丨#、2#、3#、4#、9#、丨0#鋼扳由f K寸原W沒(méi)有進(jìn)行Z向拉伸和NDTT試驗(yàn)； 2) 1#、2#、3#、4#、9#、10#鋼板沖擊試驗(yàn)尺寸為5*丨0*55mm·通過(guò)表3可以看出本發(fā)明的鋼與所選對(duì)比鋼相比，其力學(xué)性能具有如下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明的鋼-20°C夏比V型缺口沖擊功(_20°C KV2)數(shù)值與對(duì)比鋼相比均有很 大提高，控軋態(tài)實(shí)施例鋼均高于86J(沖擊試樣為5*10*55mm)，正火態(tài)實(shí)施例鋼均超過(guò)了 210J，有些甚至高達(dá)235J ；正火態(tài)實(shí)施例鋼無(wú)塑性轉(zhuǎn)變溫度NDTT均低于_25°C，證明本發(fā) 明鋼具有高韌性。本發(fā)明鋼延伸率A均超過(guò)了 35%、厚度方向斷面收縮率Zz均超過(guò)75%， 與對(duì)比鋼相比，本發(fā)明鋼具有高延性。同時(shí)，表三數(shù)據(jù)顯示本發(fā)明鋼本發(fā)明鋼具有精確的強(qiáng) 度范圍，實(shí)施例鋼的上屈服強(qiáng)度Rdl均介于300 345Mpa之間，具有良好的強(qiáng)韌性匹配。正 火態(tài)實(shí)施例鋼在350°C拉伸試驗(yàn)時(shí)，Rpa2(非比例延伸0. 2%時(shí)的屈服強(qiáng)度)均達(dá)到230Mpa 以上，具有優(yōu)良的高溫拉伸性能。同時(shí)，本發(fā)明鋼種和制造方法保證了鋼產(chǎn)品有著極低的殘 余元素水平，保證了鋼板的焊接性能和低輻照脆化效應(yīng)，可大大簡(jiǎn)化使用時(shí)的焊接工藝，提 高焊接效率。本發(fā)明鋼可根據(jù)需要以控軋態(tài)或正火態(tài)交貨，鋼材成本相對(duì)較低，鋼板合格率 高，，適應(yīng)批量生產(chǎn)要求。本發(fā)明鋼可廣泛應(yīng)用于第二代、二代改進(jìn)型和第三代核電承壓設(shè) 備(安全殼、支架、牛腿、二級(jí)管道等)的制造。
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權(quán)利要求
一種高韌性高延性低輻照脆化核電承壓設(shè)備用鋼，其化學(xué)成分按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)為C0.08～0.15、Si0.20～0.35、Mn0.80～1.60、P≤0.012、S≤0.005、Alt0.01～0.05、Ti0.008～0.015、N≤0.010，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)；該鋼的化學(xué)成分還滿足以下關(guān)系式(1)Ni+Cr+Mo+Cu≤0.70；(2)Alt/N≥2.0；(3)Cu+6Sn≤0.30；(4)Sn+Sb+As+Pb≤0.020。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高韌性高延性低輻照脆化核電承壓設(shè)備用鋼，其特征在于 該鋼的化學(xué)成分按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)為C 0. 10 0. 15、Si 0. 20 0. 35、Mn 0. 90 1. 50、 P 彡 0. 012、S 彡 0. 005, Alt 0. 02 0. 04, Ti 0. 008 0. 015, N ^ 0. 010，其余為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)；
3.一種將權(quán)利要求1所述高韌性高延性低輻照脆化核電承壓設(shè)備用鋼加工成4 IOmm厚鋼板的方法，包括以下步驟鐵水脫硫、轉(zhuǎn)爐冶煉、真空處理、連鑄、板坯加熱、熱連 軋、冷卻、卷取、開(kāi)平，其特征在于所述板坯加熱溫度控制為1100 1250°C，所述熱連軋開(kāi) 軋溫度控制為1000 1150，終軋溫度控制為800 900°C，卷取溫度控制為620 680°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述板坯加熱溫度控制為1180 1250°C，所述熱連軋開(kāi)軋溫度控制為1040 1100°C，終軋溫度控制為840 860。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于針對(duì)CE( 0. 30的鋼產(chǎn)品，所述卷取 溫度控制為620 650°C，針對(duì)CE > 0. 30的鋼產(chǎn)品所述卷取溫度控制為650 680°C ；其中，所述 CE = C+Mn/6+(Cu+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15。
6.一種將權(quán)利要求1所述高韌性高延性低輻照脆化核電承壓設(shè)備用鋼加工成10 60mm厚鋼板的方法，包括以下步驟鐵水脫硫、轉(zhuǎn)爐冶煉、真空處理、連鑄、板坯加熱、熱連 軋、冷卻、正火處理，其特征在于所述熱連軋時(shí)開(kāi)軋溫度控制為1100 1280°C，終軋溫度 控制在800 900°C，軋制總壓下率彡60%，所述正火熱處理溫度為870 930°C ；正火后空冷至室溫。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述開(kāi)軋溫度控制為1180 1240°C；所 述終軋溫度控制為800 860°C ；所述軋制總壓下率彡70%。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的方法，其特征在于針對(duì)CE( 0. 36的鋼產(chǎn)品，所述正火 熱處理溫度控制為870 900，針對(duì)CE > 0. 36的鋼產(chǎn)品所述正火熱處理溫度控制為900 930 0C ；其中，所述 CE = C+Mn/6+(Cu+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種高韌性高延性低輻照脆化核電承壓設(shè)備用鋼及其制造方法。該鋼的化學(xué)成分按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)為C0.08～0.15、Si0.20～0.35、Mn0.80～1.60、P≤0.012、S≤0.005、Alt0.01～0.05、Ti0.008～0.015、N≤0.010，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)；該鋼的化學(xué)成分還滿足Ni+Cr+Mo+Cu≤0.70；Alt/N≥2.0；Cu+6Sn≤0.30；Sn+Sb+As+Pb≤0.020。本發(fā)明根據(jù)鋼產(chǎn)品交貨狀態(tài)不同和鋼材厚度不同的要求設(shè)計(jì)了控軋態(tài)和正火態(tài)的制造方法，該制造方法軋制工藝簡(jiǎn)單，鋼板產(chǎn)品合格率高，能很好適應(yīng)大生產(chǎn)要求。本發(fā)明鋼可廣泛用于第二代、二代改進(jìn)型和第三代核電承壓設(shè)備的制造。
文檔編號(hào)C22C38/14GK101892442SQ20101021118
公開(kāi)日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2010年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月13日
發(fā)明者丁慶豐, 習(xí)天輝, 劉文斌, 周佩, 張開(kāi)廣, 李書(shū)瑞, 芮曉龍, 董漢雄, 邱保文, 郭斌 申請(qǐng)人:武漢鋼鐵(集團(tuán))公司