（材料加工工程专业论文）低温压力容器用07mnnimovdr钢轧制及调质工艺研究.pdf

at h e s i si nm a t e r i a l sf o r m i n g e n g i n e e r i n g r e s e a r c ho n l o w t e m p e r a t u r ep r e s s u r ev e s s e l s t e e l0 7 m n n i m o v d r r o l l e da n dq u e n c h e da n d t e m p e r e dt e c h n o l o g y b yc h e ny o n g l i s u p e r v i s o r ：p r o f e s s o rz h u f u x i a n n o r t h e a s t e r nu n i v e r s i t y j u l y2 0 0 9 独创性声明 本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得 的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过 的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工 作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢 意。 学位论文作者签名： 际拇1 日 期：沙呻、7 、多 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论 文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和 磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部 或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。 作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后： 半年口一年口一年半口两年 学位论文作者签名： 签字目期：1 秒叩 爵手季f 7 、弓 翩虢和岂 签字醐：撕p 弓 东北大学硕士学位论文摘要 低温压力容器用钢0 7 m n n i m o v d r 轧制及调质工艺研究 摘要 随着工业技术和各种液化石油气、液氨、液氧、液氢、液氮等的生产、储存和输送 的发展，对低温压力容器用钢提出了越来越高的要求，具有良好低温性能的钢种需求量 与日俱增。在中国普钢产能过剩的情况下，开发低温性能的钢种具有良好的市场前景和 可观的经济效益。 本论文结合国内某宽厚板厂的装备条件，采取实验室研究及工业试制相结合的方 式，开发出的0 7 m n n i m o v d r 钢在4 0 具有良好的低温冲击韧性、强度、延伸率等性 能，各项指标均达到或超过g b l 9 1 8 9 2 0 0 3 所要求的水平。论文研究的主要内容有： 1 在热模拟试验机m m s 3 0 0 上进行热模拟实验，利用热膨胀法测定奥氏体连续转 变静态c c t 曲线，研究分析不同冷却条件下的过冷奥氏体组织转变规律。 结果表明：试验钢在较宽的冷却速度范围内( 5 3 06 c s ) 都形成贝氏体组织；冷速大 于5 0 s 发生马氏体相变，冷速大于1 5 0 s 组织中绝大部分为马氏体；当冷速为 1 3 0 ，s 之间时，随着冷速的增加，贝氏体开始转变温度先增加后下降，贝氏体相变的 终止温度随着冷速的增加，前期变化不大，后期逐渐升高。 2 ，通过热膨胀试验、t e m 检测和金相组织观察，研究0 7 m n n i m o v d r 钢调质过程 中的相变动力学及其调质过程的相变和碳化物析出规律。 结果表明：回火过程中回火转变主要发生在升温阶段。在2 0 0 3 0 0 之间，残余 奥氏体分解，转变为回火马氏体或贝氏体。马氏体通过碳原子连续式分解，长距离扩散 形成0 碳化物；当温度达到4 0 0 以上，马氏体通过长程扩散形成晶界和晶内的9 碳化 物；当温度升高到6 5 0 。c ，秒碳化物变成粒状渗碳体，板条值相已经发生再结晶形成回 火索氏体。 3 在相同的轧制条件下，通过变化淬火温度、淬火时间、回火温度、回火时间等调 质参数，研究回火过程力学性能变化规律，得出回火质量p 参数和p 曲线。 试验结果为：9 2 0 淬火时，回火硬度h = 7 3 5 9 7 1 7 3 2 7 8 1 4 6 2 p ；9 7 0 淬火时，回 火硬度h = 7 1 1 1 2 5 1 4 2 7 4 8 5 7 3 宰p 。 4 采用相同的轧制制度及冷却制度在实验室4 5 0 实验机组上进行轧制试验，研究 不同淬火温度、回火温度对实验钢力学性能和碳化物析出行为的影响。 结果表明：随着淬火温度增加，马氏体中固溶的合金含量增加，在回火加热过程中 碳化物析出量增加，试验钢的屈服强度提高，马氏体板条束宽度变大，造成韧性下降； p 、s 等杂质元素向奥氏体晶界扩散，合金碳化物及杂质元素偏聚于晶界处，最终保留 至回火组织中使冲击功下降。回火温度不超过6 5 0 。c 时，碳化物球化长大，使强度下降、 冲击功增加；回火温度超过6 5 0 。c 时，铁素体发生再结晶，造成强度下降。回火温度超 东北大学硕士学位论文摘要 过6 8 0 时，铁素体部分发生奥氏体化，冲击功和屈服强度急剧下降。 5 采用不同轧制方案和不同冷却方式，研究试验钢力学性能变化规律，并比较不同 方案下其组织和力学性能的区别，分析调质状态下组织和力学性能的变化规律。 结果表明：采用两阶段轧制+ 轧后控冷方式，粗轧终轧温度大于1 0 0 0 ，粗轧总压 下率大于6 7 ，精轧开轧温度控制在8 8 0 左右，终轧温度控制在8 4 0 。c 左右，精轧压 下率大于5 0 ，精轧平均道次变形量控制在2 0 3 0 之间，轧后冷速1 0 s 左右，淬 火温度在9 1 0 9 7 0 之间、固溶时间0 5 h 1 h ，回火温度6 2 0 6 8 0 、回火时间 0 5 h l h 。在以上工艺参数下钢板综合力学性能良好，较g b l 9 8 9 2 0 0 3 标准要求的各项 力学性能有较多富余。 6 在实验室研究的基础上，经国内某宽厚板厂4 3 0 0 m m 生产线的批量工业试制，结 果表明所开发的0 7 m n n i m o v d r 钢工艺参数合理，试制钢的各项性能指标均达到甚至 超过g b l 9 1 8 9 2 0 0 3 标准要求。 关键词：低温压力容器；0 7 m n n i m o v d r ；c c t 曲线；调质；碳化物析出 东北大学硕士学位论文 a b s t r a c t r e s e a r c ho nl o w - - t e m p e r a t u r ep r e s s u r ev e s s e ls t e e l 0 7 m n n i m o v d rr o l l e da n dq u e n c h e da n d t e m p e r e dtechnol,gyle c t m o l o g y a b s t r a c t w r i mt h ed e v e l o p m e n to fi n d u s t r i a lt e c h n o l o g y ，s u c ha st h ep r o d u c t i o n ，s t o c k p i l i n ga n d t r a n s f e ro fa l lk i n d so fl i q u e f i e dp e t r o l e u mg a s ，l i q u i da m m o n i a ，l i q u i do x y g e n ，l i q u i d h y d r o g e n ，l i q u i dn i t r o g e n ，t h ep r o p e r t i e sr e q u i r e m e n t sa n dd e m a n do fl o w - t e m p e r a t u r e p r e s s u r ev e s s e ls t e e le v e r - i n c r e a s i n g i nt h eb a c k g r o u n do fo r d i n a r ys t e e l e x c e s sd e m a n d si n c h i n a ，t h ed e v e l o p m e n to ft h i ss t e e lh a sg o o dm a r k e tp r o s p e c t sa n dc o n s i d e r a b l ee c o n o m i c b e n e f i t s b a s e do nt h et e s tp l a t f o r mo fs o m ep l a n ta n ds t a t ek e yl a b o r a t o r yo fr o l l i n gt e c h n o l o g y a n da u t o m a t i o n ，n o r t h e a s t e r nu n i v e r s i t y ，w ed e v e l o p e dt h es t e e l w i t ht h ec o m b i n a t i o no f l a b o r a t o r yt e s t sa n di n d u s t r i a lt e s tr o l l i n g t h ed e v e l o p e d0 7 m n n i m o v d r s t e e lh a sag o o d l o w - t e m p e r a t u r ei m p a c tt o u g h n e s s ，s t r e n g t h ，e l o n g a t i o na n do t h e ri n d i c a t o r s i n 一4 0 。c t h e i n d i c a t o r sh a v er e a c h e do rs u r p a s s e dg b1918 9 2 0 0 3 t h em a i np o i n ti nt h e s e sa r ea sf o l l o w s ： 1 u s i n go ft h e r m a le x p a n s i o no fa u s t e n i t i ct h e r m a l s i m u l a t i o nt e s t i n gm a c h i n ei nt h e m m s 3 0 0 w eg o ts t a t i ca u s t e n i t i cc c tc u r v ea n dc h a n g er u l e so fo r g a n i z a t i o ni nd i f f e r e n t c o o l i n gc o n d i t i o n s t h er e s u l t ss h o w e dt h a t ：i naw i d er a n g eo f c o o l i n gr a t eb e t w e e n1 sa n d3 0 。c s ，t h es t e e l h a sb a i n i t eo r g a n i z a t i o n s ；c o o l i n gr a t em o r et h a n5 0 。c s ，m a r t e n s i t i ct r a n s f o r m a t i o no c c u r s i f c o o l i n gr a t em o r et h a n1 5 0 。c s ，t h eg r e a tm a j o r i t yo fo r g a n i z a t i o n si sm a r t e n s i t e ；w h e nt h e c o o l i n gr a t eb e t w e e n1 s a n d30 s ，w i t ht h e c o o l i n gr a t e b e t w e e nt h et r a n s i t i o n t e m p e r a t u r eo fb a i n i t es t a r t e dt o i n c r e a s ef i r s ta n dt h e nd e c r e a s e d ；w i t hc o o l i n gr a t eo f i n c r e a s i n g ，t h et e r m i n a t i o nt r a n s i t i o nt e m p e r a t u r eo f b a i n i t i cc h a n g el i t t l ei np r e p e r i o d ，w i t h t h ec o o l i n gr a t ei n c r e a s e d ，t h et e r m i n a t i o nt e m p e r a t u r er i s et oh i g h td i r e c t i o n 2 t h r o u g ht h et h e r m a le x p a n s i o no ft h ep i l o t ，c o m b i n a t i o nw i t hm e t h o d so ft e m a n d m e t a l l o g r a p h i cd e t e c t i o n ，w es t u yo nt h e l a w so fd y n a m i c so fp h a s et r a n s f o r m a t i o n 、a n d c a r b i d ep r e c i p i t a t i o no f0 7 m n n i m o v d ri nq u e n c h i n ga n dt e m p e r i n gp r o c e s s t h er e s u l t ss h o w e dt h a t ：o r g a n i z a t i o n a ls t r u c t u r ec h a n g eo c c u n e di np r o c e s so fp r e 。h e a t i n g t e m p e r i n gp h a s e r e s i d u a la u s t e n i t ec h a n g i n t om a r t e n s i t eo rb a i n i t eb e t w e e n2 0 0 。ca n d3 0 0 。c c a r b o na t o m so fm a r t e n s i t et h r o u g ht h ec o n t i n u o u sd e c o m p o s i t i o n ，l o n g d i s t a n c es p r e a do f i v 东北大学硕士学位论文 a b s t r a c t f o r m a t i o n0 一c a r b i d e ；w h e nt h et e m p e r a t u r er e a c h e sa b o v e4 0 0 ，m a r t e n s i t et h r o u g ht h e l o n g r a n g ep r o l i f e r a t i o nf o r m e dg r a i nb o u n d a r ya n dg r a i n0 - c a r b i d e ；w h e nt h et e m p e r a t u r e l o s et o6 5 0 。f u r t h e rs e g r e g a t i o no fc a r b o na t o m s ，0 一c a r b i d ec h a n g ei n t og r a n u l a r c e m e n t i t e ，l a t ho tp h a s er e c r y s t a u i z a t i o nh a v et a k e np l a c ew i t ht h ef o r m a t i o no ft e m p e r i n g s o r b i t e 3 i nt h es a n q cc o n d i t i o n so fh o tr o l l i n g ，t h r o u g hc h a n g e st h ep a r a m e t e r so fq u e n c h e da n d t e m p e r e d ：q u e n c h i n gt e m p e r a t u r e ，q u e n c h i n gt i m e t t e m p e r i n gt e m p e r a t u r ea n dt e m p e r i n g t i m e ，t os t u d ym el a wo fc h a n g e so fm e c h a n i c a lp r o p e r t i e si nt e m p e r i n gp r o c e s s w eg o tt h ep q u a l i t yp a r a m e t e ra n dpc u r v e o ft e m p e f i n g t h er e s u l t ss h o w e dt h a t ：w h e nt h eq u e n c h i n ga n dt e m p e r i n gi n9 2 0 。c ：h a r d n e s s h = 7 3 5 9 7 1 7 3 2 7 8 1 4 6 2 事p ；w h e nh eq u e n c h i n gi n9 7 0 * ( 2 ：h a r d n e s sh = 7 11 1 2 5 1 4 - 2 7 4 8 5 7 3 幸p 4 u s e i n gt h es a m es y s t e mo fr o l l i n ga n dc o o l i n gs y s t e m ，w es t u d i e dt h el a w so fh o w t h e d i f f e r e n tq u e n c h i n gt e m p e r a t u r ea n dt e m p e r i n gt e m p e r a t u r ei n f l u e n c ec a r b i d ep r e c i p i t a t i o no f a l l o y i n ge l e m e n t sa n dm e c h a n i c a lp r o p e r t i e so f t e s ts t e e l t h er e s u l t ss h o w e dt h a t ：w i t ht h ei n c r e a s eo fq u e n c h i n gt e m p e r a t u r e ，s o l i ds o l u t i o na l l o yi n t h em a r t e n s i t ec o n t e n ti n c r e a s e d ，h e a t i n gi nt h et e m p e r i n gp r o c e s s ，t h ev o l u m eo fc a r b i d e p r e c i p i t a t i o ni n c r e a s e dm a k i n gt h es t e e ly i e l ds t r e n g t hi n c r e a s e da r i db e a mw i d t ho f m a r t e n s i t e l a t hb i g g e r 、t o u g h n e s sd r o p e d ；i m p u r i t ye l e m e n t ss u c ha sp ，sd i f f u s s e dt ot h ea u s t e n i t eg r a i n b o u n d a r y g r a i nb o u n d a r i e se n r i c h e dr e l a t i v em o r ei m p u r i t ye l e m e n t sa n dc a r b i d eo ft h e a l l o y t h e yr e t a i n si nt h eu l t i m a t eo r g a n i z a t i o nm a k i n gt h ei m p a c t e n e r g yd e c l i n e a sr e s u l to f t h eb a l lc a r b i d es p h e r o i d i z e da n dg l o w e du p ，t h ei m p a c te n e r g ye c l i n e di n t e n s i t yw h e n t e m p e r i n gt e m p e r a t u r eu n e x c e e d6 5 0 * c ；t e m p e r i n gt e m p e r a t u r ee x c e e d s6 5 0 c ，t h et e m p e r s o r b i t er e c r y s t a l l i z a t i o no c c u r r e n c e ，r e s u l t i n gi ns t r e n g t hd e c r e a s e d t e m p e r i n gt e m p e r a t u r e e x c e e d s6 8 0 f e r r i t ea u s t e n i t eo c c u r s ，t h ei m p a c te n e r g ya n dy i e l ds t r e n g t h s h a r pd e c l i n e 5 t h o u g h tc h a n g i n gd i f f e r e n tp r o g r a m so fr o l l n ga n dc o o l i n g ，w es t u d e dt h ec h a n g el a wo f t h em e c h a n i c a lp r o p e r t i e so fd i f f e r e n tp r o g r a m sa n dc o m p a r i n gt h em i c r o s t r u c t u r ea n d p r o p e r t i e so ft h ed i f f e r e n tp r o g r a m su n d e rd i f f e r e n tp a r a m e t e r so fq u e n c h i n ga n dt e m p e r i n g t h er e s u l t ss h o w e dt h a t ：t w o - s t a g er o l l i n gw t hc o o l i n ga f t e rr o l l e d ，r o u g hr o l l i n gf i n i s h i n g t e m p e r a t u r em o r et h a ni0 0 0 c ，t h et o t a lr e d u c t i o nr a t i oo fr o u g hr o l l i n gm o r et h a n6 7 ，f i s t s t a g ef i n i s hr o l l i n gt e m p e r a t u r ei na b o u t8 8 0 * c ，t h ef i n a lr o l l i n gt e m p e r a t u r ec o n t r o li na b o u t 8 4 0 ，f i n i s h i n gd o w nr e d u c t i o nr a t i om o r et h a n50 ，o na v e r a g eo fd e f o r m a t i o nb e t w e e n 2 0 a n d3 0 i ne v e r ym i l l ，a n dc o o l i n gr a t ea f t e rr o l l e da b o u tl o 。c s ，q u e n c h i n gt e m p e r a t u r e b e t w e e n9 1 0 。ca n d9 7 0 。c ，t i m es o l u t i o nb e t w e e n0 5a n dl h ，t e m p e r i n gt e m p e r a t u r eb e t w e e n 6 2 0a n d6 8 0 c ，t e m p e r i n gh o l d i n gt i m eb e t w e e n0 。5a n dl h ，t h em e c h a n i c a lp r o p e r t i e so f s t e e li sw e l l ，s u r p l u s n gt h en a t i o n a ls t a n d a r do fg bi918 9 2 0 0 3 。 一v 一 东北大学硕士学位论文 a b s t t a c t 6 b a s e do nt h el a b o r a t o r yr e s e a r c ha n dp r o d u c t i o ni n4 3 0 0 m mp l a t em i l lo f s t e e lp l a n t ，t h e r e s u l t ss h o wt h a t ：t h ed e v e l o p e dt e c h n o l o g yo f0 7 m n n i m o v d r i sr e a s o n a b l e t h ec h e m i c a l c o m p o s i t i o no f t h es t e e l ，p r o d u c tp e r f o r m a n c e ，d i m e n s i o n sa n ds u r f a c eq u a l i t i e sm o r et h a n m e e tt h er e q u i r e m e n t so fg b1918 9 2 0 0 3 k e yw o r d s ：l o w t e m p e r a t u r ep r e s s u r ev e s s e l s ；0 7 m n n i m o v d r ；c c tc u r v e s ；q u e n c h i n g a n d t e m p e r i n g _ ：c a r b i d ep r e c i p i t a t i o v i 东北大学硕士学位论文 目 录 目录 声明i 摘要i i a b s t r a c t i v 第1 章绪论1 1 1 低温压力容器用钢简介1 1 2 低温压力容器用钢发展现状1 1 2 1 低温c m n 钢和调质型高强度钢l 1 2 2n i 系低温压力容器用钢2 1 3 合金元素在低温容器钢板轧制及热处理中的作用3 1 3 1 c 、m n 元素的作用一3 1 3 2p 、s 元素的作用3 1 3 3 合金元素n i 的作用3 1 3 4 合金元素n b 、v 、t i 的作用4 1 3 5 合金元素m o 的作用5 1 3 6 合金元素s i 、b 的作用5 1 4 微合金钢的强韧化机制5 1 4 1 晶粒细化6 1 4 2 析出强化7 1 4 3 相变强化8 1 4 4 固溶强化8 1 5 课题研究的背景和意义9 1 6 课题的主要研究内容，9 第2 章实验钢的连续冷却转变规律研究1 1 2 1 引言1 1 2 2 热膨胀法1 1 2 2 1 热膨胀法基本原理1 1 v 东北大学硕士学位论文 目 录 2 2 。2 临界点的确定1 2 2 ，2 3 膨胀曲线分析方法。1 2 2 3 热模拟试验13 2 ，3 + i 热模拟前的初始组织。1 3 2 3 2 试验钢的临界点1 3 2 3 3 不同冷速下的组织形貌1 4 2 3 4 连续冷却转变瞄线一1 6 2 4 本章小结l7 第3 章调质过程中组织变化规律1 9 3 1 淬火固溶温度对组织的影响1 9 3 - 2 淬火固溶时间对组织的影响2 1 3 3 回火温度对组织的影响2 2 3 3 1 试验材料及方案2 2 3 3 2 试验结果及分析2 3 3 4 回火时间对组织的影响2 9 3 。5 本章小结3 0 第4 章调质过程中力学性能变化规律3 1 4 1 试验目的31 4 2 试验材料3 1 4 3 试验方案3l 4 4 试验结果3 2 4 5 试验结果分析3 3 4 6 本章小结4 l 第5 章轧制方式对调质性能的影响4 3 5 1 试验目的：i 一4 3 5 2 试验钢材料4 3 5 3 轧制方案4 3 5 。4 热处理方案4 4 5 5 试验结果及分析4 4 v 1 1 1 东北大学硕士学位论文 目 录 5 6 试验小结4 8 5 7 本章小结4 9 第6 章工业试验5l 6 1 冶炼成分5 1 6 2 热轧工艺参数51 6 2 1 加热制度5 l 6 1 2 2 轧制工艺一5 2 6 2 3 现场数据5 2 6 3 轧态性能检测结果5 3 6 3 1 探伤检测结果一5 3 6 3 2 力学性能检测结果5 3 6 3 3 金相组织分析5 3 6 3 4 轧态试验结果分析5 5 6 4 调质处理5 6 6 4 1 调质工艺参数5 6 6 4 2 力学性能检测结果5 6 6 4 3 调质态试验结果分析一5 7 6 5 工业试验小结5 9 第7 章结论6 l 参考文献6 3 致谢6 7 作者简介6 9 攻读学位期间发表的论文7 1 i x 东北大学硕士学位论文第1 章绪论 第1 章绪论 1 1 低温压力容器用钢简介 各国划分低温容器的温度界限，主要根据习惯而定。g b l 5 0 钢制压力容器中明 确规定：设计温度低于或等于2 0 。c 的压力容器为低温压力容器【l 】；低温压力容器用低合 金钢厚钢板技术条件( g b 5 3 1 8 3 ) 规定设计温度_ - 2 0o c y g 低温压力容器【2 】o 随着工业技术的发展，各种液化石油气、液氨、液氧、液氢、液氮等的生产、储存、 输送以及海洋工程、寒冷地区的开发，都对低温用钢提出了越来越高的要求。低温压力 容器钢性能的主要指标是低温韧性，包括低温冲击韧性和韧脆转变温度。材料的低温冲 击韧性越高，韧脆转变温度越低，则其低温韧性越好【3 1 。 我国低温容器的应用已开始渗透到国民经济各个部门，在改善人民的食物结构、生 活质量、身体健康和提高工业水平等方面已发挥重大作用，取得明显的社会和经济效益。 由于市场需求不断增长，低温容器已发展成为一个新兴的行业 4 1 。随着石化工业的发展， 新工艺、新设备不断出现，气体的液化、分离、贮运及应用在各国已很普遍，这些低温 技术和设备的开发促进了低温压力容器用钢的发展。 1 2 低温压力容器用钢发展现状 目前各国使用的低温压力容器用钢总体可分为两大系列：一是用于4 5 以上温度的 铝镇静c m n 钢和调质型高强度钢；二是用于- 4 5 1 9 6 的含n i 系低温钢，其中含 n i 系低温钢又可分为两类：1 用于6 0 - 一7 0 含0 5 2 3 的含n i 钢；2 用于1 0 0 - - - 1 9 6 含3 5 9 n i 钢1 5 j 。 随着n i 含量的增加，使用的温度可以更低。由于n i ：元素的价格较高，同时钢中 n i 含量的增加，使得钢材的焊接性、表面质量等性能变差，因此，在现有的冶炼、轧制 和热处理等工艺及设备的情况下，应以保证足够的低温韧性为前提，尽可能降低钢中的 n i 含量。 1 2 1 低温c m n 钢和调质型高强度钢 1 2 1 1 低温c m n 钢 这类钢产量大、应用面广，在各国承压设备中用量较大，使用时间长，制造工艺成 熟。g b 3 1 3 5 3 1 中1 6 m n d r 和欧洲标准e n l 0 0 2 8 3 中p 3 5 5 n l 2 ，在c m n 系钢中的性能 水平最高。无论化学成分( 主要是c 、p 、s 含量) ，还是低温冲击指标都最高。在低温承 压设备用钢中，应严格控制杂质p 、s 等含量，压力容器安全技术监察规程( 1 9 9 9 ) 明 东北大学硕士学位论文第1 章绪论 确规定：低温压力容器用钢的p 、s 含量应不大于o 0 3 0 和0 0 2 0 。近年来，随着我国 冶金厂的技术升级和设备更新，舞钢和武钢等部分企业生产的16 m n d r 和l 5 m n n i d r 的主要技术指标在试验温度下的a k v 值基本在1 0 0 j 以上，已基本达到国际同类产品的 先进水平，这类钢材已基本不再进口。 1 2 1 2 低温调质钢 随着设备向高参数、大型化发展，从安全性方面考虑，必需选用高强度调质钢。各 企业目前执行的标准为g b l 9 1 8 9 2 0 0 3 ，标准中对钢的牌号和化学成分规定如表1 i 。各 企业相应于g b l 9 1 8 9 三个牌号的钢材，其主要技术指标差别不大。，2 0 低温使用的高 强度钢，武钢产品2 0 a k v 8 0 j ，企业标准高于国标；- 4 0 的高强度钢中，j f e 和住 友的性能咯高，而原油储罐用低温压力容器钢，宝钢产品性能略高。国内部分企业受轧 机等限制，性能稳定性、板幅和表面质量与先进国家同类钢材还有定差距，有着先进 冶炼设备和技术的宝钢5 m 宽板轧机的投用，将在承压设备用钢，特别是低温压力容器 用钢方面发挥了重要作用。其实物水平已达到甚至超过国外同类产品，其生产的 0 8 m n n i v r 钢板一2 0 ( 2 a k v 约为3 0 0 j ，6 0 ( 2 时的a k v 值在2 0 0 j 以上。 表1 1g b l 9 1 8 9 2 0 0 3 标准 t a b l e1 1g b1 9i8 9 2 0 0 3s t a n d a r d s i 2 2n i 系低温压力容器用钢 低温压力容器的o 5 2 3 n i 钢，适用于6 0 。c - - 7 0 。c 温度范围。我国的0 5 n i 低 温钢( 0 9 m n n i d r ) 是在德、法相应钢号的基础上调整了化学成分，改进的7 0 。c 级用低温 钢。美国和日本将2 ，3 n i 钢用到一6 8 。c ，而我国和欧洲部分国家则将o 5 n i 钢用到6 0 7 0 。ct 6 8 1 。 n i 含量在3 5 0 p 9 n i 的低温钢分为：一1 0 04 c 级的3 5 n i 钢、1 7 0 。c 级的5 n i 钢 和一1 9 6 。c 级的9 n i 钢。由于冶炼、轧制和热处理技术难度较高，我国这些钢种研发和 生产处于起步阶段，而在欧洲、美国及日本等企业已经批量生产。随着国民经济的快速 发展，应在一1 0 0 n 一1 9 6 低温范围，对3 ，5 9 n i 钢及其压力容器制造方面投入较大 的力量，开展研究工作，以完善我国低温压力容器用钢及其承压设备体系。 东北大学硕士学位论文第1 章绪论 1 3 合金元素在低温容器钢板轧制及热处理中的作用 低温压力容器用板要求屈服强度大，抗减薄性和延伸率高，低温冲击功高、焊接性 能好等多项综合性能，普通碳素钢很难达到这些性能指标。有资料表明【9 - 1 1 1 ：加入合金 元素后可以改善低温压力容器用钢的使用性能和工艺性能，使其具备优良的特殊性能： 较高的强度和韧性，良好的耐蚀性，较高的屈服强度，良好的淬透性、回火稳定性和可 焊性等工艺性能。合金钢之所以具备这些优异的性能，主要是合金元素与铁、碳以及合 金元素之间的相互作用，从而改变了钢的内部组织结构的缘故。 1 3 1c 、m n 元素的作用 c 是钢中重要元素，在含碳量s 0 2 5 范围内，随碳含量的增加，钢的强度、硬度升 高，塑性、韧性降低，焊接热影响区硬化和脆化倾向增大，容易产生裂纹。钢的含碳量 是低温冲击韧性的重要影响因素，随着含碳量增加，钢的冲击韧性急剧下降，钢的脆性 转变温度升高，一般含碳量应控制在0 2 5 以下。 m n 是钢的强化合金元素。m n 含量增加可提高奥氏体稳定性，降低临界冷却速度， 强化铁素体，提高钢材的淬透性。并且可使淬火后回火过程中组织分解转变速度减慢，