一种高强耐低温钢及其生产方法.pdf

本发明公开了一种高强耐低温钢，由以下质量百分比的元素组成：C 0.05-0.2％、Si 0.1-0.26％、Mn 0.60-8.00％、Cr 0.4-0.8％、Mo 0.12-0.28％、Cu≤0.03％、Al 0.02-0.06％、Ti 0.010-0.018%、P≤0.012％、S≤0.005％、N 0.004-0.01％、O≤0.0012％、H≤0.00012%、Ca 0.001-0.005％、Sb 0.0001-0.0005％、Sn≤0.001％、As≤0.005％、B≤0.0010％、V≤0.08％、Nb≤0.03％、余量为Fe。本发明的成品钢低温冲击功率显著提，-20℃冲击功值在260-350J，-40℃冲击功值在240-300J。

1.一种高强耐低温钢，其特征在于：由以下质量百分比的元素组成：C0.05-0.2％、Si0.1-0.26％、Mn0.60-8.00％、Cr0.4-0.8％、Mo0.12-0.28％、Cu≤0.03％、Al0.02-0.06％、Ti0.010-0.018%、P≤0.012％、S≤0.005％、N0.004-0.01％、O≤0.0012％、H≤0.00012%、Ca0.001-0.005％、Sb0.0001-0.0005％、Sn≤0.001％、As≤0.005％、B≤0.0010％、V≤0.08％、Nb≤0.03％、余量为Fe。 2.根据权利要求1所述的一种高强耐低温钢，其特征在于：由以下质量百分比的元素组成：C0.08-0.16％、Si0.14-0.20％、Mn1.65-5.00％、Cr0.5-0.7％、Mo0.18-0.25％、Cu≤0.025％、Al0.03-0.05％、Ti0.012-0.016%、P≤0.010％、S≤0.004％、N0.005-0.008％、O≤0.0010％、H≤0.00010%、Ca0.001-0.004％、Sb0.0001-0.0004％、Sn≤0.001％、As≤0.004％、B≤0.0010％、V≤0.06％、Nb≤0.02％、余量为Fe。 3.根据权利要求1所述的一种高强耐低温钢，其特征在于：由以下质量百分比的元素组成：C0.12％、Si0.18％、Mn3.2％、Cr0.6％、Mo0.21％、Cu0.022％、Al0.04％、Ti0.013%、P0.006％、S0.002％、N0.006％、O0.0004％、H0.00004%、Ca0.003％、Sb0.0002％、Sn0.0006％、As0.002％、B0.0003％、V0.04％、Nb0.01％、余量为Fe。 4.根据权利要求1所述的一种高强耐低温钢，其特征在于：成品钢板的抗拉强度530-620MPa，屈服强度400-490MPa，断后延伸率26-34%，屈强比0.80-0.85，低温冲击功，-20℃冲击功值在260-350J，－40℃冲击功值在240-300J。 5.一种权利要求1所述的高强耐低温钢的生产方法，其特征在于：包括以下步骤： （1）转炉冶炼，在60吨以上的顶底复吹式转炉中冶炼，加入铁水及废钢，控制参数的供氧压力0.8-0.85MPa，流量32000-33000m³/h，强度为0.4-0.6Nm³/t·min，吹氧时间14min,其中底吹氩搅拌供气强度为0.05-0.08Nm³/t·min，压力为1.0-1.2MPa，转炉实现预脱P、挡渣留渣出钢防止回P、出钢进行预脱氧合金化及成分初调； （2）LF精炼，在60吨以上的LF炉中造高碱度渣脱S、脱O,对钢包钢水底吹氩弱搅拌，时间9-12min； （3）连铸保护浇铸，大包长水口采用密封圈+氩封的保护，连铸时钢水N增量小于0.001%。

一种高强耐低温钢及其生产方法

技术领域

本发明属于低温用钢技术领域，具体涉及一种高强耐低温钢及其生产方法。

背景技术

在能源日趋紧张的情况下，全球液化天然气的生产和贸易日趋活跃。液化天然气是天然气经压缩、冷却至其沸点(-161.5℃)温度后变成液体，通常液化天然气储存在-161.5℃、0.1MPa左右的低温储存罐内。与气态天然气相比，液化后的天然气只有原体积的1/625，非常便于存储和运输，并且单位重量的液化天然气地面运输费用仅是管道运输费用的1/6～1/7。目前，液化天然气船是国际公认的高技术、高难度、高附加值的“三高”产品，液化天然气船是在零下162℃低温下运输液化气的专用船舶，由于液化天然气储运温度在-162℃以下，这就要求用于储运液化天然气的材料在超低温下具有良好的冲击韧性，足够的抗脆性开裂和止裂能力。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种低温冲击功率高的高强耐低温钢。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种高强耐低温钢，由以下质量百分比的元素组成：C0.05-0.2％、Si0.1-0.26％、Mn0.60-8.00％、Cr0.4-0.8％、Mo0.12-0.28％、Cu≤0.03％、Al0.02-0.06％、Ti0.010-0.018%、P≤0.012％、S≤0.005％、N0.004-0.01％、O≤0.0012％、H≤0.00012%、Ca0.001-0.005％、Sb0.0001-0.0005％、Sn≤0.001％、As≤0.005％、B≤0.0010％、V≤0.08％、Nb≤0.03％、余量为Fe。

进一步地，由以下质量百分比的元素组成：C0.08-0.16％、Si0.14-0.20％、Mn1.65-5.00％、Cr0.5-0.7％、Mo0.18-0.25％、Cu≤0.025％、Al0.03-0.05％、Ti0.012-0.016%、P≤0.010％、S≤0.004％、N0.005-0.008％、O≤0.0010％、H≤0.00010%、Ca0.001-0.004％、Sb0.0001-0.0004％、Sn≤0.001％、As≤0.004％、B≤0.0010％、V≤0.06％、Nb≤0.02％、余量为Fe。

进一步地，由以下质量百分比的元素组成：C0.12％、Si0.18％、Mn3.2％、Cr0.6％、Mo0.21％、Cu0.022％、Al0.04％、Ti0.013%、P0.006％、S0.002％、N0.006％、O0.0004％、H0.00004%、Ca0.003％、Sb0.0002％、Sn0.0006％、As0.002％、B0.0003％、V0.04％、Nb0.01％、余量为Fe。

进一步地，成品钢板的抗拉强度530-620MPa，屈服强度400-490MPa，断后延伸率26-34%，屈强比0.80-0.85，低温冲击功，-20℃冲击功值在260-350J，－40℃冲击功值在240-300J。

本发明还提供一种高强耐低温钢的生产方法，包括以下步骤：

（1）转炉冶炼，在60吨以上的顶底复吹式转炉中冶炼，加入铁水及废钢，控制参数的供氧压力0.8-0.85MPa，流量32000-33000m³/h，强度为0.4-0.6Nm³/t·min，吹氧时间14min,其中底吹氩搅拌供气强度为0.05-0.08Nm³/t·min，压力为1.0-1.2MPa，转炉实现预脱P、挡渣留渣出钢防止回P、出钢进行预脱氧合金化及成分初调；

（2）LF精炼，在60吨以上的LF炉中造高碱度渣脱S、脱O,对钢包钢水底吹氩弱搅拌，时间9-12min；

（3）连铸保护浇铸，大包长水口采用密封圈+氩封的保护，连铸时钢水N增量小于0.001%。

本发明的有益效果：本发明的成品钢低温冲击功率显著提，-20℃冲击功值在260-350J，－40℃冲击功值在240-300J；显著地节约了战略物资Ni，在保证材料使用性能的情况下，基本取消了Ni的添加，有利于经济的可持续、长远发展。

具体实施方式

实施例1

一种高强耐低温钢，由以下质量百分比的元素组成：C0.05％、Si0.1％、Mn0.60％、Cr0.4％、Mo0.12％、Cu0.03％、Al0.02％、Ti0.010%、P0.012％、S0.005％、N0.004％、O0.0012％、H0.00012%、Ca0.001％、Sb0.0001％、Sn0.001％、As0.005％、B0.0010％、V0.08％、Nb0.03％、余量为Fe。

成品钢板的抗拉强度535MPa，屈服强度400MPa，断后延伸率26%，屈强比0.81，低温冲击功，-20℃冲击功值在260J，－40℃冲击功值在250J。

高强耐低温钢的生产方法，包括以下步骤：

（1）转炉冶炼，在60吨以上的顶底复吹式转炉中冶炼，加入铁水及废钢，控制参数的供氧压力0.8MPa，流量32000-33000m³/h，强度为0.4Nm³/t·min，吹氧时间14min,其中底吹氩搅拌供气强度为0.05Nm³/t·min，压力为1.0MPa，转炉实现预脱P、挡渣留渣出钢防止回P、出钢进行预脱氧合金化及成分初调；

（2）LF精炼，在60吨以上的LF炉中造高碱度渣脱S、脱O,对钢包钢水底吹氩弱搅拌，时间9min；

（3）连铸保护浇铸，大包长水口采用密封圈+氩封的保护，连铸时钢水N增量小于0.001%。

实施例2

一种高强耐低温钢，由以下质量百分比的元素组成：C0.2％、Si0.26％、Mn8.00％、Cr0.8％、Mo0.28％、Cu0.03％、Al0.06％、Ti0.018%、P0.012％、S0.005％、N0.01％、O0.0012％、H0.00012%、Ca0.005％、Sb0.0005％、Sn0.001％、As0.005％、B0.0010％、V0.08％、Nb0.03％、余量为Fe。

成品钢板的抗拉强度540MPa，屈服强度410MPa，断后延伸率27%，屈强比0.81，低温冲击功，-20℃冲击功值在265J，－40℃冲击功值在242J。

高强耐低温钢的生产方法，包括以下步骤：

（1）转炉冶炼，在60吨以上的顶底复吹式转炉中冶炼，加入铁水及废钢，控制参数的供氧压力0.85MPa，流量33000m³/h，强度为0.6Nm³/t·min，吹氧时间14min,其中底吹氩搅拌供气强度为0.08Nm³/t·min，压力为1.2MPa，转炉实现预脱P、挡渣留渣出钢防止回P、出钢进行预脱氧合金化及成分初调；

（2）LF精炼，在60吨以上的LF炉中造高碱度渣脱S、脱O,对钢包钢水底吹氩弱搅拌，时间12min；

（3）连铸保护浇铸，大包长水口采用密封圈+氩封的保护，连铸时钢水N增量小于0.001%。

实施例3

一种高强耐低温钢，由以下质量百分比的元素组成：C0.08％、Si0.14％、Mn1.65％、Cr0.5％、Mo0.18％、Cu0.025％、Al0.03％、Ti0.012%、P0.010％、S0.004％、N0.005％、O0.0010％、H0.00010%、Ca0.001％、Sb0.0001％、Sn0.001％、As0.004％、B0.0010％、V0.06％、Nb0.02％、余量为Fe。

成品钢板的抗拉强度590MPa，屈服强度445MPa，断后延伸率31%，屈强比0.82，低温冲击功，-20℃冲击功值在2295J，－40℃冲击功值在278J。

实施例4

一种高强耐低温钢，由以下质量百分比的元素组成：C0.16％、Si0.20％、Mn5.00％、Cr0.7％、Mo0.25％、Cu0.025％、Al0.05％、Ti0.016%、P0.010％、S0.004％、N0.008％、O0.0010％、H0.00010%、Ca0.004％、Sb0.0004％、Sn0.001％、As0.004％、B0.0010％、V0.06％、Nb0.02％、余量为Fe。

成品钢板的抗拉强度590MPa，屈服强度450MPa，断后延伸率32%，屈强比0.83，低温冲击功，-20℃冲击功值在304J，－40℃冲击功值在272J。

实施例5

一种高强耐低温钢，由以下质量百分比的元素组成：C0.12％、Si0.18％、Mn3.2％、Cr0.6％、Mo0.21％、Cu0.022％、Al0.04％、Ti0.013%、P0.006％、S0.002％、N0.006％、O0.0004％、H0.00004%、Ca0.003％、Sb0.0002％、Sn0.0006％、As0.002％、B0.0003％、V0.04％、Nb0.01％、余量为Fe。

成品钢板的抗拉强度620MPa，屈服强度490MPa，断后延伸率34%，屈强比0.85，低温冲击功，-20℃冲击功值在350J，－40℃冲击功值在300J。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。