一種10-80mm大型水電工程用高強度低裂紋敏感性鋼SX780CF及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種10?80mm大型水電工程用高強度低裂紋敏感性鋼SX780CF及其制備方法，所述高強度低裂紋敏感性鋼SX780CF包括以下質量百分比的化學成分(單位，wt％)：C：0.05?0.09、Si：0.1?0.2、Mn：1.0?1.3、P：≤0.010、S：≤0.005、Ni：0.6?0.9，Cu：0.15?0.25、Cr：0.2?0.4、Mo：0.4?0.6、V+Nb+Ti：≤0.1、Als：0.015?0.045，余量為Fe和殘留元素；所述高強度低裂紋敏感性鋼SX780CF的Ceq≤0.52，Pcm≤0.25。本發(fā)明通過合理的成分設計和一系列工藝措施，成功開發(fā)出來了具有成本低、生產效率高、成材率高、表面質量好的10?80mm厚的大型水電工程用高強度低裂紋敏感性SX780CF鋼板，并通過了斜Y型坡口抗冷裂紋試驗，具有良好的焊接性。
【專利說明】
-種10-80mm大型水電工程用高強度低裂紋敏感性鋼SX780CF 及其制備方法
技術領域
[0001] 本發(fā)明屬于中厚板生產領域，尤其是設及一種IO-SOmm大型水電工程用高強度低 裂紋敏感性鋼SX780CF及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 水電用鋼使用環(huán)境特殊，對鋼板的強度、初性、焊接性能、耐腐蝕性能等要求非常 嚴格。SX780CF屬于大型水電工程用高強度低裂紋敏感性鋼，主要用于水電站的壓力鋼管及 滿殼運一使用部位，壓力管道及滿殼是從水庫、壓力前池或調壓室向水輪機輸送水量的水 管，一般為有壓狀態(tài)，其特點是集中了水電站大部分或全部的水頭，故壓力鋼管及滿殼用鋼 需要具有較高的強度、初性，同時由于在施工過程中需要在野外通過焊接方式進行連接，所 W又需要具有優(yōu)良的焊接性，方便在施工過程中進行焊接作業(yè)。
[0003] 申請?zhí)枮?013104268522的中國專利，公開了一種600M化級水電工程用調質高強 度低焊接裂紋敏感性鋼板及其制備方法，該鋼板由W下質量百分比的組分制備而成：C 0.07~0.09%，Si0.20~0.40%，Mnl.50~1.60%，P《0.015%，S《0.005%，Mo0.12~ 0.25%，抓 0.027~0.050%，Ni 0.15~0.30%，V 0.035~0.060%，Ti 0.010~0.020%， Alt 0.020~0.050%，其余為Fe及不可避免的雜質，并控制碳當量CE《0.42%，焊接裂紋敏 感性指數化m《0.20%;申請?zhí)枮?012101236417的中國專利，公開了一種水電工程用易焊 接調質高強初性鋼板及其生產方法，本發(fā)明公開了一種水電工程用易焊接調質高強初性鋼 板，同時，還設及一種該鋼板的生產方法。本發(fā)明的水電工程用易焊接調質高強初性鋼板， 由W下重量百分含量的化學成分組成:C:0.11 %~0.14% ,Si :0.15%~0.25% ,Mn:1.05% ~1.45%，P《0.010%，S《0.005%，Ni:0.40%~0.50%，Cr:0.40%~0.50%，Mo:0.35% ~0.40% ,Nb:0.02%~0.04%，V:0.030%~0.050% ,Ti :0.015%~0.025% ,Al :0.020% ~0.040%，余量為Fe和微量不可避免的雜質，該鋼板的生產方法包括:電爐冶煉^LFAD精 煉^連鑄^鋼巧加熱^社制^熱堆煤^熱處理^成品。
[0004] 然而，上述專利存在W下缺陷：
[0005] (1)鋼板的屈服強度分別只有550-600MPa、660-700MPa，鋼板力學性能已經不能滿 足目前水電用鋼高強度的要求；
[0006] (2)上述鋼鋼板的制備時，鋼巧在加熱過程中忽略了因高溫下鐵的氧化反應造成 氧化損失，造成表面脫碳，機械性能降低社制后形成表面缺陷，不僅降低鋼材的成材率，影 響鋼材的表面質量，影響作業(yè)率。

【發(fā)明內容】

[0007] 有鑒于此，本發(fā)明的目的是針對現有技術的不足，提供一種IO-SOmm大型水電工程 用高強度低裂紋敏感性鋼SX780CF及其生產方法，制備得到了屈服強度在786-856M化的水 電工程用高強度低裂紋敏感性SX780CF鋼板，同時采用表面帶溫噴涂高溫抗氧化涂料工藝， 有效防止社制過程中翅鋼的發(fā)生，提高了鋼板的成材率和表面質量。
[000引為達到上述目的，本發(fā)明采用W下技術方案：
[0009] 一種IO-SOmm大型水電工程用高強度低裂紋敏感性鋼SX780CF，包括W下質量百分 比的化學成分（單位，Wt % ):C: 0.05-0.09、Si :0.1-0.2、Mn: 1.0-1.3、P:《0.010、S:《 0.005、Ni:0.6-0.9，Cu:0.15-0.25、Cr:0.2-0.4、Mo:0.4-0.6、V+NbWi:《0.1、Als:0.015- 0.045，余量為Fe和殘留元素；所述高強度低裂紋敏感性鋼SX780CF的Ceq《0.52，Pcm《 0.25。
[0010] 優(yōu)選地，包括W下質量百分比的化學成分（單位，巧*%):(：:0.05-0.06、51:0.1- 0.15'Mn:1.0-1.1、P:《0.008、S:《0.004、Ni:0.6-0.7,Cu :0.15-0.20'Cr :0.2-0.3、Mo: 0.4-0.5、V+師巧i :《0.07、Als: 0.015-0.020，余量為Fe和殘留元素;所述高強度低裂紋敏 感性鋼 SX780CF的Ceq《0.40，Pcm《0.15。
[0011] 優(yōu)選地，包括W下質量百分比的化學成分（單位，Wt % ):C:0.07、Si :0.15、Mn: 1.15、P:0.006、S:0.003、Ni:0.75，Cu:0.19、Cr:0.35、Mo:0.48、V+NbWi:0.08、Als:0.022， 余量為化和殘留元素;所述高強度低裂紋敏感性鋼SX780CF的Ceq為0.38，Pcm為0.17。
[0012 ]其制備方法，包括鐵水脫硫、轉爐冶煉、VD煉鋼、LF精煉、VD真空精煉、連鑄誘注、鑄 巧切割、表面帶溫噴涂高溫抗氧化涂料、加熱、高壓水除鱗、控社控冷、堆冷、探傷、調質熱處 理、性能檢驗、切割、入庫：
[0013] 所述轉爐冶煉工藝：轉爐終點時出鋼溫度> 16 3 (TC、0.0 5 %《C《0.0 9 %、P《 0.008%，出鋼過程中不吹氣、不向鋼水中加入脫氧劑和合金；出鋼結束采用擋渣錐擋渣，若 擋渣失敗，則提前抬爐，確保轉爐下渣厚度控制在30mmW下，W避免下渣回P;鋼水到氣站 后，不向鋼水中加入合金、侶線或輔料，同時也不吹氣氣，然后鋼水直接吊至VD爐真空處理， 離站溫度按照>1570°C控制；
[0014] 所述VD煉鋼工藝：進VD煉鋼工位進行VD煉鋼，VD溫度> 1560°C ;鋼水坐落至VD爐 后，根據出鋼C含量不同適當加入碳粉;碳粉加入測溫完畢后，蓋蓋進行抽真空操作，鋼水在 VD爐抽真空階段調大氣氣量W充分實現真空脫碳，保壓時間^lOmin;鋼水達到保壓時間后 破空，待測溫、取樣結束后關閉氣氣吊運鋼包至LF精煉爐工位，離站溫度按照>1535°C控 制；
[001引所述LF精煉工藝:到站后加入2. Om/t鋼侶線，過程脫氧劑采用侶粒，侶粒用量控制 在30-60Kg/t，白渣保持時間>15min;加熱結束根據鋼水中Als含量采取加喂侶線微調Als 含量，侶線加入量不超過2.5m/t鋼;LF精煉過程中，一加熱結束后，二加熱進行時加入貴重 合金，其中銘鐵、鋼鐵、儀板、銅板、妮鐵分兩次加入，鐵鐵在所有合金加入完成后再加入；
[0016] 所述VD真空精煉工藝:真空度《66化下保壓時間按>18min進行控制，破真空后軟 吹3-5min，離站溫度控制在1555-1565°C ;
[0017] 所述連鑄誘注工藝：中包過熱度按照《3(TC進行控制，控制注速W減少拉速波動；
[0018] 所述表面帶溫噴涂高溫抗氧化涂料工藝：鑄巧切割后，待鑄巧溫度冷卻至《300 °C，將高溫抗氧化涂料噴涂到鑄巧表面，涂層厚度>0.2mm;
[0019] 所述加熱工藝:加熱溫度及加熱時間如下，950°C W下入爐，加熱段溫度1220-1240 °C，均熱段1200-1220°C，總加熱時間按照10-13min/cm控制；
[0020] 所述控社控冷工藝：社制后采用層流冷卻方式控冷，確保返紅溫度630~680°C之 間；
[0021] 所述堆冷工藝:堆煤緩冷溫度不低于400°C，堆冷時間>48小時；
[0022] 所述調質熱處理工藝:澤火溫度930~940°C，保溫時間2.2-2.4min/mm，回火溫度 600~630°C，保溫時間4~4.2min/mm。
[0023] 優(yōu)選地，所述VD煉鋼工藝中碳粉加入標準為（按loot轉爐計算）：當C:0.05-0.08 時，碳粉加入量為20Kg/100t，當C: 0.08-0.09時，不用加碳粉；
[0024] 優(yōu)選地，所述高溫抗氧化涂料，其組分及重量百分比為:玻璃粉40-45 %、陶瓷粉5- 8%、侶抓±3-5%、石墨粉1-3%、憐酸侶1-2%、余量為水。
[0025] 優(yōu)選地，所述高溫抗氧化涂料，其組分及重量百分比為：玻璃粉43 %、陶瓷粉7 %、 侶抓±3%、石墨粉2%、憐酸侶1.5%，余量為水。
[00%]優(yōu)選地，所述控社控冷工藝中，社制參數為開社溫度980~115(TC，一階段終社溫 度950~1050°C，中間巧厚度為成品厚度的1.5倍，二階段開社溫度《880°C，終社溫度810~ 840 °C。
[0027] 本發(fā)明的有益效果是：
[0028] 本發(fā)明通過合理的成分設計和一系列工藝措施，成功開發(fā)出來了具有成本低、生 產效率高、成材率高、表面質量好的IO-SOmm厚的大型水電工程用高強度低裂紋敏感性 SX780CF鋼板，并通過了斜Y型坡口抗冷裂紋試驗，具有良好的焊接性，具體來說有W下幾 占. y ?、、?
[0029] (1)本發(fā)明的高強度低裂紋敏感性鋼SX780CF的制備方法采用VD+LF+VD工藝來保 證鋼種低碳成分、鋼質的潔凈度，并通過加熱、社制及調質熱處理等工藝有效實施，成功地 研制出了 IOmm-SOmm厚大型水電工程用高強度低裂紋敏感性SX780CF鋼板，其屈服強度與標 準相比富裕量控制在80-170MPa，抗拉強度與標準相比富裕量控制在60-130MPa;伸長率與 標準相比富裕量控制在3%-6%;在-40°CV型沖擊功在140-230J，制備得到的高強度低裂紋 敏感性鋼SX780CF完全可W滿足工程需要。
[0030] (2)本發(fā)明的高強度低裂紋敏感性鋼SX780CF的制備方法采用"高溫、低速、大壓下 量'的社制方式，其中開社溫度980°C~1150°C，一階段終社溫度在950°C~1050°C，保證了 碳氮化合物的析出相溶解充分，而且可W預防原始奧氏體晶粒過分粗化，大壓下量W及控 制社制速度為低速，可W實現奧氏體動態(tài)再結晶和靜態(tài)再結晶，細化奧氏體組織;其次二階 段開社溫度《880°C，終社溫度控制在810-840°C之間，可W獲得針狀鐵素體和殘余奧氏體 的復相顯微組織，奧氏體均勻程度好。
[0031] (3)本發(fā)明高強度低裂紋敏感性鋼SX780CF化學成分設計中添加適當的化和Ni,兩 種元素的作用，可W在熱社階段形成平行于社制方向的粒度較小的薄餅狀奧氏體晶粒，提 高奧氏體晶粒尺寸的均與度，因此本發(fā)明的屈服和抗拉強度明顯提高。
[0032] (4)本發(fā)明高強度低裂紋敏感性鋼SX780CF的制備方法中調質工藝采用澤火溫度 930-940 °C，保溫時間2.2-2.4min/mm;回火溫度600-630 °C，保溫時間4-4.2min/mm;澤火溫 度和回火溫度相配合，使得原子重新排列組合，使不穩(wěn)定的不平衡組織逐步轉變?yōu)榉€(wěn)定的 平衡組織，因此顯著降低了本發(fā)明的IO-SOmm厚大型水電工程用高強度低裂紋敏感性鋼的 脆性，減少內應力，大幅度提高本發(fā)明鋼板的強度。
[0033] (5)本發(fā)明高強度低裂紋敏感性鋼SX780CF的制備方法中采用表面帶溫噴涂高溫 抗氧化涂料工藝，解決了水電鋼表面氧化鐵皮在高壓水除鱗過程中難W去除的方法，利用 熱噴涂特性能夠明顯提高水電鋼的生產效率，保證高壓水除鱗過程中鋼巧表面氧化鐵皮能 夠去除干凈，從而有效防止社制過程中翅鋼的發(fā)生，避免成品鋼板表面滿板氧化鐵皮從而 需要滿板化皮W滿足表面質量要求情況的發(fā)生，最后高溫抗氧化涂料選用的原料價廉易 得，直接用噴槍噴涂到鑄巧表面，噴涂過程簡單易操作。
【具體實施方式】
[0034] 實施例1
[0035] 一種IO-SOmm大型水電工程用高強度低裂紋敏感性鋼SX780CF，包括W下質量百分 比的化學成分（單位，wt%):C:0.05、Si:0.2、Mn:1.0、P:0.010、S:0.001、Ni:0.9，Cu:0.15、 Cr:0.4、Mo:0.4、V+Nb巧i :0.1、Als:0.015，余量為化和殘留元素;所述高強度低裂紋敏感性 鋼SX780CF的Ceq為0.52，Pcm為0.10。
[0036] 其制備方法，包括鐵水脫硫、轉爐冶煉、VD煉鋼、LF精煉、VD真空精煉、連鑄誘注、鑄 巧切割、表面帶溫噴涂高溫抗氧化涂料、加熱、高壓水除鱗、控社控冷、堆冷、探傷、調質熱處 理、性能檢驗、切割、入庫；
[0037] 所述轉爐冶煉工藝:轉爐終點時出鋼溫度1630°C、C為0.05%、P為0.008%，出鋼過 程中不吹氣、不向鋼水中加入脫氧劑和合金；出鋼結束采用擋渣錐擋渣，若擋渣失敗，則提 前抬爐，確保轉爐下渣厚度控制在29mm，W避免下渣回P;鋼水到氣站后，不向鋼水中加入合 金、侶線或輔料，同時也不吹氣氣，然后鋼水直接吊至VD爐真空處理，離站溫度1570°C控制；
[0038] 所述VD煉鋼工藝:進VD煉鋼工位進行VD煉鋼，VD溫度1560°C ;鋼水坐落至VD爐后， 根據出鋼C含量不同適當加入碳粉，具體碳粉加入標準為(按10化轉爐計算）：碳粉加入量為 20Kg/100t;碳粉加入測溫完畢后，蓋蓋進行抽真空操作，鋼水在VD爐抽真空階段調大氣氣 量W充分實現真空脫碳，保壓時間IOmin;鋼水達到保壓時間后破空，待測溫、取樣結束后關 閉氣氣吊運鋼包至LF精煉爐工位，離站溫度按照1535°C控制；
[0039] 所述LF精煉工藝:到站后加入2. Om/t鋼侶線，過程脫氧劑采用侶粒，侶粒用量控制 在30Kg/t，白渣保持時間ISmin;加熱結束根據鋼水中Als含量采取加喂侶線微調Als含量， 侶線加入量為2.5m/t鋼;LF精煉過程中，一加熱結束后，二加熱進行時加入貴重合金，其中 銘鐵、鋼鐵、儀板、銅板、妮鐵分兩次加入，鐵鐵在所有合金加入完成后再加入；
[0040] 所述VD真空精煉工藝：真空度66化下保壓時間按ISmin進行控制，破真空后軟吹 3min，離站溫度控制在1560°C ;
[0041] 所述連鑄誘注工藝：中包過熱度按照3(TC進行控制，合理控制注速W減少拉速波 動；
[0042] 所述表面帶溫噴涂高溫抗氧化涂料工藝:鑄巧切割后，待鑄巧溫度冷卻至300°C， 用噴槍將高溫抗氧化涂料噴涂到鑄巧表面，涂層厚度為0.2mm;其中高溫抗氧化涂料，其組 分及重量百分比為:玻璃粉40%、陶瓷粉8%、侶抓±3%、石墨粉3%、憐酸侶2%、余量為水。
[0043] 所述加熱工藝：加熱溫度及加熱時間如下，950°C W下入爐，加熱段溫度按照1220 °C控制，均熱段按照1200°C控制，總加熱時間按照13min/cm控制；
[0044] 所述控社控冷工藝:按照"高溫、低速、大壓下"社制要求，社制參數為開社溫度980 XTC，一階段終社溫度950°C，中間巧厚度為成品厚度的1.5倍，二階段開社溫度880°C，終社 溫度810°C;社制后采用層流冷卻方式控冷，通過6組冷卻集管，確保返紅溫度為630°C之間；
[0045] 所述堆冷工藝:堆煤緩冷溫度400°C，堆冷時間為48小時；
[0046] 所述調質熱處理工藝:澤火溫度940°C，保溫時間2.4min/mm，回火溫度630°C，保溫 時間 4min/mm。
[0047] 實施例2
[004引一種IO-SOmm大型水電工程用高強度低裂紋敏感性鋼SX780CF，包括W下質量百分 比的化學成分（單位，wt%):C:0.09、Si:0.1、Mn:1.3、P:0.002、S:0.005、Ni:0.6，Cu:0.25、 化:0.2、10:0.6、￥+抓巧1:0.05、413:0.045，余量為化和殘留元素;所述高強度低裂紋敏感 性鋼SX780CF 的 Ceq為0.30，Pcm 為0.25。
[0049 ]其制備方法，包括鐵水脫硫、轉爐冶煉、VD煉鋼、LF精煉、VD真空精煉、連鑄誘注、鑄 巧切割、表面帶溫噴涂高溫抗氧化涂料、加熱、高壓水除鱗、控社控冷、堆冷、探傷、調質熱處 理、性能檢驗、切割、入庫；
[0050] 所述轉爐冶煉工藝:轉爐終點時出鋼溫度1640°C、C為0.09%、P為0.002%，出鋼過 程中不吹氣、不向鋼水中加入脫氧劑和合金；出鋼結束采用擋渣錐擋渣，若擋渣失敗，則提 前抬爐，確保轉爐下渣厚度控制在29mm，W避免下渣回P;鋼水到氣站后，不向鋼水中加入合 金、侶線或輔料，同時也不吹氣氣，然后鋼水直接吊至VD爐真空處理，離站溫度1590°C控制； [0化1 ] 所述VD煉鋼工藝:進VD煉鋼工位進行VD煉鋼，VD溫度1580°C ;鋼水坐落至VD爐后， 不用加碳粉;碳粉加入測溫完畢后，蓋蓋進行抽真空操作，鋼水在VD爐抽真空階段調大氣氣 量W充分實現真空脫碳，保壓時間12min;鋼水達到保壓時間后破空，待測溫、取樣結束后關 閉氣氣吊運鋼包至LF精煉爐工位，離站溫度按照1540°C控制；
[0052] 所述LF精煉工藝:到站后加入2. Om/t鋼侶線，過程脫氧劑采用侶粒，侶粒用量控制 在60Kg/t，白渣保持時間15min;加熱結束根據鋼水中Als含量采取加喂侶線微調Als含量， 侶線加入量為1.5m/t鋼;LF精煉過程中，一加熱結束后，二加熱進行時加入貴重合金，其中 銘鐵、鋼鐵、儀板、銅板、妮鐵分兩次加入，鐵鐵在所有合金加入完成后再加入；
[0053] 所述VD真空精煉工藝：真空度64化下保壓時間按20min進行控制，破真空后軟吹 5min，離站溫度控制在1565°C ;
[0054] 所述連鑄誘注工藝：中包過熱度按照2(TC進行控制，合理控制注速W減少拉速波 動；
[0055] 所述表面帶溫噴涂高溫抗氧化涂料工藝：鑄巧切割后，待鑄巧溫度冷卻至280°C， 用噴槍將高溫抗氧化涂料噴涂到鑄巧表面，涂層厚度為0.4mm;其中高溫抗氧化涂料，其組 分及重量百分比為:玻璃粉45%、陶瓷粉6%、侶抓±4%、石墨粉1 %、憐酸侶2%、余量為水。
[0056] 所述加熱工藝：加熱溫度及加熱時間如下，950°C W下入爐，加熱段溫度按照1240 °C控制，均熱段按照1220°C控制，總加熱時間按照lOmin/cm控制；
[0057] 所述控社控冷工藝：按照"高溫、低速、大壓下"社制要求，社制參數為開社溫度 1150°C，一階段終社溫度IOSOtrc，中間巧厚度為成品厚度的1.5倍，二階段開社溫度870 °C，終社溫度840°C ;社制后采用層流冷卻方式控冷，通過6組冷卻集管，返紅溫度為680°C之 間；
[0化引所述堆冷工藝:堆煤緩冷溫度450°C，堆冷時間為60小時；
[0化9] 所述調質熱處理工藝:澤火溫度930°C，保溫時間2.2min/mm，回火溫度600°C，保溫 時間 4.2min/mm。
[0060] 實施例3
[0061 ] 一種IO-SOmm大型水電工程用高強度低裂紋敏感性鋼SX780CF，包括W下質量百分 比的化學成分(單位，wt%):C:0.07、Si:0.18、Mn:1.2、P:0.006、S:0.002、Ni:0.8，Cu:0.17、 Cr: 0.25、Mo: 0.45、V+Nb巧i : 0.06、Als: 0.028，余量為Fe和殘留元素;所述高強度低裂紋敏 感性鋼SX780CF 的 Ceq為0.33，Pcm 為0.18。
[0062 ]其制備方法，包括鐵水脫硫、轉爐冶煉、VD煉鋼、LF精煉、VD真空精煉、連鑄誘注、鑄 巧切割、表面帶溫噴涂高溫抗氧化涂料、加熱、高壓水除鱗、控社控冷、堆冷、探傷、調質熱處 理、性能檢驗、切割、入庫；
[0063] 所述轉爐冶煉工藝:轉爐終點時出鋼溫度1635°C、C為0.07%、P為0.006%，出鋼過 程中不吹氣、不向鋼水中加入脫氧劑和合金；出鋼結束采用擋渣錐擋渣，若擋渣失敗，則提 前抬爐，確保轉爐下渣厚度控制在27mm，W避免下渣回P;鋼水到氣站后，不向鋼水中加入合 金、侶線或輔料，同時也不吹氣氣，然后鋼水直接吊至VD爐真空處理，離站溫度1580°C控制；
[0064] 所述VD煉鋼工藝:進VD煉鋼工位進行VD煉鋼，VD溫度1570°C ;鋼水坐落至VD爐后， 碳粉加入量為20Kg/100t;碳粉加入測溫完畢后，蓋蓋進行抽真空操作，鋼水在VD爐抽真空 階段調大氣氣量W充分實現真空脫碳，保壓時間Ilmin;鋼水達到保壓時間后破空，待測溫、 取樣結束后關閉氣氣吊運鋼包至LF精煉爐工位，離站溫度按照1545°C控制；
[0065] 所述LF精煉工藝:到站后加入2. Om/t鋼侶線，過程脫氧劑采用侶粒，侶粒用量控制 在40Kg/t，白渣保持時間ISmin;加熱結束根據鋼水中Als含量采取加喂侶線微調Als含量， 侶線加入量為2.Om/t鋼;LF精煉過程中，一加熱結束后，二加熱進行時加入貴重合金，其中 銘鐵、鋼鐵、儀板、銅板、妮鐵分兩次加入，鐵鐵在所有合金加入完成后再加入；
[0066] 所述VD真空精煉工藝：真空度65化下保壓時間按19min進行控制，破真空后軟吹 4min，離站溫度控制在1555°C ;
[0067] 所述連鑄誘注工藝：中包過熱度按照25°C進行控制，合理控制注速W減少拉速波 動；
[0068] 所述表面帶溫噴涂高溫抗氧化涂料工藝:鑄巧切割后，待鑄巧溫度冷卻至295°C， 用噴槍將高溫抗氧化涂料噴涂到鑄巧表面，涂層厚度為0.3mm;其中高溫抗氧化涂料，其組 分及重量百分比為:玻璃粉41 %、陶瓷粉7%、侶抓±5%、石墨粉3%、憐酸侶2%、余量為水。
[0069] 所述加熱工藝：加熱溫度及加熱時間如下，940°C W下入爐，加熱段溫度按照1230 °C控制，均熱段按照1210°C控制，總加熱時間按照llmin/cm控制；
[0070] 所述控社控冷工藝：按照"高溫、低速、大壓下"社制要求，社制參數為開社溫度 1000°C，一階段終社溫度1020°C，中間巧厚度為成品厚度的1.5倍，二階段開社溫度860°C， 終社溫度820°C;社制后采用層流冷卻方式控冷，通過8組冷卻集管，返紅溫度為660°C之間；
[0071] 所述堆冷工藝:堆煤緩冷溫度430°C，堆冷時間為54小時；
[0072] 所述調質熱處理工藝:澤火溫度935°C，保溫時間2.3min/mm，回火溫度620°C，保溫 時間4. Imin/mm。
[0073] 實施例4
[0074] 一種IO-SOmm大型水電工程用高強度低裂紋敏感性鋼SX780CF，包括W下質量百分 比的化學成分（單位，wt%):C:0.08、Si :0.17、Mn:l. 25、P:0.005、S:0.003、Ni :0.85 ,Cu: 0.18、Cr:0.40、Mo:0.57、V+Nb巧i :0.07、Als:0.024，余量為化和殘留元素;所述高強度低裂 紋敏感性鋼SX780CF的Ceq為0.45，Pcm為0.20。
[0075] 其制備方法，包括鐵水脫硫、轉爐冶煉、VD煉鋼、LF精煉、VD真空精煉、連鑄誘注、鑄 巧切割、表面帶溫噴涂高溫抗氧化涂料、加熱、高壓水除鱗、控社控冷、堆冷、探傷、調質熱處 理、性能檢驗、切割、入庫；
[0076] 所述轉爐冶煉工藝:轉爐終點時出鋼溫度1645°C、C為0.08%、P為0.005%，出鋼過 程中不吹氣、不向鋼水中加入脫氧劑和合金；出鋼結束采用擋渣錐擋渣，若擋渣失敗，則提 前抬爐，確保轉爐下渣厚度控制在29mm，W避免下渣回P;鋼水到氣站后，不向鋼水中加入合 金、侶線或輔料，同時也不吹氣氣，然后鋼水直接吊至VD爐真空處理，離站溫度1590°C控制；
[0077] 所述VD煉鋼工藝:進VD煉鋼工位進行VD煉鋼，VD溫度1580°C ;鋼水坐落至VD爐后， 碳粉加入量為20Kg/100t;碳粉加入測溫完畢后，蓋蓋進行抽真空操作，鋼水在VD爐抽真空 階段調大氣氣量W充分實現真空脫碳，保壓時間12min;鋼水達到保壓時間后破空，待測溫、 取樣結束后關閉氣氣吊運鋼包至LF精煉爐工位，離站溫度按照1540°C控制；
[0078] 所述LF精煉工藝:到站后加入2. Om/t鋼侶線，過程脫氧劑采用侶粒，侶粒用量控制 在50Kg/t，白渣保持時間16min;加熱結束根據鋼水中Als含量采取加喂侶線微調Als含量， 侶線加入量為2.Om/t鋼;LF精煉過程中，一加熱結束后，二加熱進行時加入貴重合金，其中 銘鐵、鋼鐵、儀板、銅板、妮鐵分兩次加入，鐵鐵在所有合金加入完成后再加入；
[0079] 所述VD真空精煉工藝：真空度66化下保壓時間按20min進行控制，破真空后軟吹 5min，離站溫度控制在1565°C ;
[0080] 所述連鑄誘注工藝：中包過熱度按照2(TC進行控制，合理控制注速W減少拉速波 動；
[0081] 所述表面帶溫噴涂高溫抗氧化涂料工藝:鑄巧切割后，待鑄巧溫度冷卻至290°C， 用噴槍將高溫抗氧化涂料噴涂到鑄巧表面，涂層厚度為0.4mm;其中高溫抗氧化涂料，其組 分及重量百分比為:玻璃粉42%、陶瓷粉8%、侶抓±5%、石墨粉3%、憐酸侶1 %、余量為水。
[0082] 所述加熱工藝：加熱溫度及加熱時間如下，945°C W下入爐，加熱段溫度按照1235 °C控制，均熱段按照1215°C控制，總加熱時間按照12min/cm控制；
[0083] 所述控社控冷工藝：按照"高溫、低速、大壓下"社制要求，社制參數為開社溫度 1100°C，一階段終社溫度990°C，中間巧厚度為成品厚度的1.5倍，二階段開社溫度870°C，終 社溫度830°C;社制后采用層流冷卻方式控冷，通過7組冷卻集管，返紅溫度為650°C之間；
[0084] 所述堆冷工藝:堆煤緩冷溫度440°C，堆冷時間為58小時；
[00化]所述調質熱處理工藝:澤火溫度935°C，保溫時間2.2min/mm，回火溫度625°C，保溫 時間4. Imin/mm。
[00化]實施例5
[0087] 一種IO-SOmm大型水電工程用高強度低裂紋敏感性鋼SX780CF，包括W下質量百分 比的化學成分（單位，wt%):C:0.06、Si:0.15、Mn:l.l、P:0.008、S:0.004、Ni:0.7，Cu:0.20、 Cr: 0.30、Mo: 0.50、V+Nb巧i : 0.07、Als: 0.020，余量為Fe和殘留元素;所述高強度低裂紋敏 感性鋼SX780CF 的 Ceq為0.40，Pcm 為0.15。
[0088] 其制備方法與實施例1基本相同，不同之處在于：
[0089] 所述高溫抗氧化涂料，其組分及重量百分比為：玻璃粉44%、陶瓷粉7%、侶抓± 4%、石墨粉I %、膨潤±3%、憐酸侶2%，余量為水。
[0090] 實施例6
[0091] 一種IO-SOmm大型水電工程用高強度低裂紋敏感性鋼SX780CF，包括W下質量百分 比的化學成分（單位，wt%):C:0.07、Si :0.15、Mn:l. 15、P:0.006、S:0.003、Ni :0.75 ,Cu: 0.19、化:0.35、]?〇:0.48、￥+抓巧1:0.08、413:0.022，余量為化和殘留元素;所述高強度低裂 紋敏感性鋼SX780CF的Ceq為0.38，Pcm為0.17。
[0092] 其制備方法與實施例3基本相同，不同之處在于：
[0093] 所述高溫抗氧化涂料，其組分及重量百分比為：玻璃粉43%、陶瓷粉7%、侶抓± 3%、石墨粉2%、憐酸侶1.5%，余量為水。
[0094] 實施例7
[00M] -種IO-SOmm大型水電工程用高強度低裂紋敏感性鋼SX780CF，包括W下質量百分 比的化學成分（單位，wt%):C:0.08、Si:0.14、Mn:l.l、P:0.004、S:0.005、Ni:0.6，Cu:0.21、 Cr: 0.28、Mo: 0.43、V+Nb巧i : 0.09、Als: 0.026，余量為Fe和殘留元素;所述高強度低裂紋敏 感性鋼SX780CF 的 Ceq為0.41，Pcm 為0.12。
[0096] 其制備方法與實施例4基本相同，不同之處在于：
[0097] 所述高溫抗氧化涂料，其組分及重量百分比為：玻璃粉44%、陶瓷粉8%、侶抓± 3 %、石墨粉1 %、憐酸侶1.5 %，余量為水。
[009引實施例8
[0099] 一種IO-SOmm大型水電工程用高強度低裂紋敏感性鋼SX780CF，包括W下質量百分 比的化學成分（單位，wt%) :C:0.06、Si :0.1 UMn :1.2、P:0.007、S :0.001、Ni :0.65 ,Cu: 0.24、化:0.33、]?〇:0.50、￥+抓巧1:0.06、413:0.025，余量為化和殘留元素;所述高強度低裂 紋敏感性鋼SX780CF的Ceq為0.39，Pcm為0.14。
[0100] 其制備方法與實施例1基本相同，不同之處在于：
[0101] 所述高溫抗氧化涂料，其組分及重量百分比為：玻璃粉45%、陶瓷粉5%、侶抓± 4%、石墨粉3%、憐酸侶1 %，余量為水。
[0102] 結果分析
[0103] 機械力學性能分析
[0104] 成份及機械力學性能按QJ/CTG 24-2015,機械性能平均值具體見下表1。
[0105] 表1:實施例1-8機械性能平均值表
[0106]
[0107] 本發(fā)明制備得到的IO-SOmm大型水電工程用高強度低裂紋敏感性鋼SX780CF，通過 合理的化學成分設計及生產工藝控制，成功地研制出大型水電工程用高強度低裂紋敏感性 SX780CF鋼板。其屈服強度控制在786~856MPa，抗拉強度控制在831~893MPa;伸長率控制 在18%-21% ;-40°CV型沖擊功控制在142~220J。
[0108] 本發(fā)明制備得到的IO-SOmm大型水電工程用高強度低裂紋敏感性鋼SX780CF通過 斜Y型坡口抗裂紋試驗，預熱溫度達到100°C W后，可W實現焊接過程中無裂紋，具有良好的 焊接性，適合進行野外施工。
[0109] 本發(fā)明制備得到的IO-SOmm大型水電工程用高強度低裂紋敏感性鋼SX780CF，通過 采用表面帶溫噴涂高溫抗氧化涂料的方式，有效的解決了 SX780CF由于含有較高的Ni造成 的表面氧化鐵皮難W用高壓水去除的問題，有效保證了鋼板最終的表面質量。
[0110] 本發(fā)明制備得到的IO-SOmm大型水電工程用高強度低裂紋敏感性鋼SX780CF外檢， 正品率100% ;按JB/T 47030進行探傷，合一級率為99%，合S級率為100%，達到了預期效 果。
[0111] 本發(fā)明的實施例5制備得到的IO-SOmm大型水電工程用高強度低裂紋敏感性鋼 SX780CF，在高溫抗氧化涂料中添加3%的膨潤±，膨潤±遇水膨脹，水分子進入了礦物的晶 層，膨潤±礦物晶層間距加大，另外陽離子交換作用將膨潤±顆粒聯結在起，顆粒之間產生 較強的靜電引力，增大膨潤±顆粒聯結能力，水化膜增厚，膨脹倍數高。運一特性，協(xié)同本發(fā) 明的高溫抗氧化涂料中的其他成分，使得涂料噴涂至鋼巧表面后，涂料的表面膨脹系數及 表面張力維持在一個適當的范圍，從而在鋼材表面形成致密的保護膜，保護鋼巧被氧化;同 時熱處理后涂層容易剝落，大大降低鋼巧加熱過程中的氧化燒損，改善成品的表面質量，使 得制備的鋼板各項機械性能更加優(yōu)異。
[0112] 最后說明的是，W上實施例僅用W說明本發(fā)明的技術方案而非限制，本領域普通 技術人員對本發(fā)明的技術方案所做的其他修改或者等同替換，只要不脫離本發(fā)明技術方案 的精神和范圍，均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍當中。
【主權項】
1. 一種10-80mm大型水電工程用高強度低裂紋敏感性鋼SX780CF，其特征在于：包括以 下質量百分比的化學成分（單位，wt%):C:0.05-0.09、Si :0.1-0 ·2、Μη: 1.0-1 ·3、Ρ:彡 0.010、S:彡0.005、Ni:0.6-0.9，Cu:0.15-0.25、Cr :0.2-0.4、Mo:0.4-0.6、V+Nb+TK0.1、 Als : 0.015-0.045，余量為Fe和殘留元素；所述高強度低裂紋敏感性鋼SX780CF的Ceq彡 0 · 52，Pcm<0 · 25〇2. 根據權利要求1所述的一種IO-SOmm大型水電工程用高強度低裂紋敏感性鋼 SX780CF，其特征在于：包括以下質量百分比的化學成分（單位，wt%):C:0.05-0.06、Si: 0a-0.15、Mn :1.0-l.l、P:<0.008、S:<0.004、Ni :0.6-0.7，Cu:0.15-0.20、Cr:0.2-0.3、 Mo:0.4-0.5、V+Nb+Ti :彡0.07、Als: 0.015-0.020，余量為Fe和殘留元素;所述高強度低裂紋 敏感性鋼 SX780CF的Ceq彡0 · 40，Pcm彡0 · 15〇3. 根據權利要求2所述的一種IO-SOmm大型水電工程用高強度低裂紋敏感性鋼 SX780CF，其特征在于:包括以下質量百分比的化學成分(單位，wt%):C:0.07、Si:0.15、Mn: 1.15、P :0.006、S:0.003、Ni:0.75，Cu:0.19、Cr :0.35、Mo:0.48、V+Nb+Ti:0.08、Als:0.022， 余量為Fe和殘留元素;所述高強度低裂紋敏感性鋼SX780CF的Ceq為0.38，Pcm為0.17。4. 一種如權利要求1-3任一項所述的10-80mm大型水電工程用高強度低裂紋敏感性鋼 SX780CF的制備方法，包括鐵水脫硫、轉爐冶煉、VD煉鋼、LF精煉、VD真空精煉、連鑄澆注、鑄 坯切割、表面帶溫噴涂高溫抗氧化涂料、加熱、高壓水除鱗、控乳控冷、堆冷、探傷、調質熱處 理、性能檢驗、切割、入庫，其特征在于： 所述轉爐冶煉工藝:轉爐終點時出鋼溫度彡1630°C、0.05% SCS0.0 9% K0.00 8%， 出鋼過程中不吹氬、不向鋼水中加入脫氧劑和合金；出鋼結束采用擋渣錐擋渣，若擋渣失 敗，則提前抬爐，確保轉爐下渣厚度控制在30mm以下，以避免下渣回P;鋼水到氬站后，不向 鋼水中加入合金、鋁線或輔料，同時也不吹氬氣，然后鋼水直接吊至VD爐真空處理，離站溫 度按照彡1570 °C控制； 所述VD煉鋼工藝：進VD煉鋼工位進行VD煉鋼，VD溫度多1560°C ;鋼水坐落至VD爐后，根 據出鋼C含量不同適當加入碳粉;碳粉加入測溫完畢后，蓋蓋進行抽真空操作，鋼水在VD爐 抽真空階段調大氬氣量以充分實現真空脫碳，保壓時間多IOmin;鋼水達到保壓時間后破 空，待測溫、取樣結束后關閉氬氣吊運鋼包至LF精煉爐工位，離站溫度按照彡1535?？刂?； 所述LF精煉工藝：到站后加入2. Om/t鋼鋁線，過程脫氧劑采用鋁粒，鋁粒用量控制在 30-60Kg/t，白渣保持時間彡15min;加熱結束根據鋼水中Als含量采取加喂鋁線微調Als含 量，錯線加入量不超過2.5m/t鋼;LF精煉過程中，一加熱結束后，二加熱進行時加入貴重合 金，其中鉻鐵、鉬鐵、鎳板、銅板、鈮鐵分兩次加入，鈦鐵在所有合金加入完成后再加入； 所述VD真空精煉工藝:真空度彡66Pa下保壓時間按彡18min進行控制，破真空后軟吹3-5min，離站溫度控制在1555-1565°C ; 所述連鑄澆注工藝：中包過熱度按照<30°C進行控制，控制注速以減少拉速波動； 所述表面帶溫噴涂高溫抗氧化涂料工藝：鑄坯切割后，待鑄坯溫度冷卻至<30(TC，將 高溫抗氧化涂料噴涂到鑄還表面，涂層厚度. 2mm; 所述加熱工藝：加熱溫度及加熱時間如下，950°C以下入爐，加熱段溫度1220-1240°C， 均熱段1200-1220°C，總加熱時間按照10-13min/cm控制； 所述控乳控冷工藝:乳制后采用層流冷卻方式控冷，確保返紅溫度630~680°C之間； 所述堆冷工藝:堆垛緩冷溫度不低于400°C，堆冷時間多48小時； 所述調質熱處理工藝:淬火溫度930~940°C，保溫時間2.2-2.4min/mm，回火溫度600~ 630°C，保溫時間4~4.2min/mm。5. 根據權利要求4所述的一種10-80mm大型水電工程用高強度低裂紋敏感性鋼SX780CF 的制備方法，其特征在于：所述VD煉鋼工藝中碳粉加入標準為（按IOOt轉爐計算）：當C: 0 · 05-0 · 08時，碳粉加入量為20Kg/100t，當C: 0 · 08-0 · 09時，不用加碳粉。6. 根據權利要求4所述的一種10-80mm大型水電工程用高強度低裂紋敏感性鋼SX780CF 的制備方法，其特征在于:所述高溫抗氧化涂料，其組分及重量百分比為:玻璃粉40-45%、 陶瓷粉5-8%、鋁礬土3-5%、石墨粉1-3%、磷酸鋁1-2%、余量為水。7. 根據權利要求4所述的一種10-80mm大型水電工程用高強度低裂紋敏感性鋼SX780CF 的制備方法，其特征在于:所述高溫抗氧化涂料，其組分及重量百分比為:玻璃粉43%、陶瓷 粉7%、鋁礬土3%、石墨粉2%、磷酸鋁1.5%，余量為水。8. 根據權利要求4所述的一種10-80mm大型水電工程用高強度低裂紋敏感性鋼SX780CF 的制備方法，其特征在于:所述控乳控冷工藝中，乳制參數為開乳溫度980~1150°C，一階段 終乳溫度950~1050°C，中間坯厚度為成品厚度的1.5倍，二階段開乳溫度<880°C，終乳溫 度 810 ~840 °C。
【文檔編號】C22C38/08GK105925897SQ201610526689
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年7月5日
【發(fā)明人】許少普, 張占杰, 朱書成, 李忠波, 唐鄭磊, 康文舉, 劉慶波, 袁永旗, 高照海, 楊陽, 楊東, 袁少威
【申請人】南陽漢冶特鋼有限公司