CN115786634A - 一种提高含镍低温钢焊接性能的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高含镍低温钢焊接性能的方法，其包括电炉炼钢、控轧成材和轧后热处理过程；所述电炉炼钢过程中，炉底投放石灰15～18kg/t钢，钢液温度1500～1530℃冶炼时间不少于10min，出钢加精炼渣3～4kg/t钢、石灰4～5kg/t钢，确保电炉出钢P含量≤0.004%。本发明在电炉冶炼过程中采用大石灰量低温冶炼工艺，出钢加入一定量的精炼渣和石灰，确保钢液低P含量，从而减少焊接缺陷；钢板采用控轧成材、大轧制压下量，轧后采用淬+回处理，可以进一步细化钢板晶粒，改善组织；钢板焊接后无焊接裂纹；焊缝处屈服强度590～650MPa、抗拉强度690～740MPa，焊缝处‑196℃冲击吸收能量≥80J。
Description
技术领域
本发明属于钢铁冶金技术领域，尤其是一种提高含镍低温钢焊接性能的方法。
背景技术
减污降碳是我国生态环境保护的重要战略方向，天然气作为主要的清洁环保型能源，以液化天然气为燃料的LNG动力船，逐渐成为我国乃至全球船舶的发展趋势，而其核心部件LNG燃料罐就是采用含Ni低温钢板制造的。这是因为含Ni低温钢板在-196℃状态下仍然具有良好的冲击性能，并且有足够的强度，完全满足LNG储罐的制造（LNG储罐设计温度-165℃）。
LNG储罐是采用含Ni低温钢板拼焊制备的，钢板的焊接质量直接影响储罐是否能正常使用。针对低温钢板而言，常见的焊接缺陷有焊接接头处性能恶化，及焊接焊接接头处出现焊接裂纹。出现上述缺陷，若发现及时，还能采取措施及时补救，若未及时发现，缺陷放大，极有可能造成严重的安全事故。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种提高含镍低温钢焊接性能的方法，以保证焊接性能。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：其包括电炉炼钢、控轧成材和轧后热处理过程；所述电炉炼钢过程中，炉底投放石灰15～18kg/t钢，钢液温度1500～1530℃冶炼时间不少于10min，出钢加精炼渣3～4kg/t钢、石灰4～5kg/t钢，确保电炉出钢P含量≤0.004wt%。
进一步的，所述控轧成材过程，压下量20～30mm。
进一步的，所述轧后热处理过程采用淬火+回火处理，淬火温度780～820℃，回火温度540～580℃。
进一步的，所述含镍低温钢主要成分的质量百分含量为：C 0.05～0.08%，Si 0.15～0.25%，Mn 0.50～0.70%，Ni 9.0～9.5%，余量为Fe和不可避免的杂质。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明在电炉冶炼过程中采用大石灰量低温冶炼工艺，出钢加入一定量的精炼渣和石灰，确保钢液低P含量，从而减少焊接缺陷；钢板采用控轧成材、大轧制压下量，轧后采用淬+回处理，可以进一步细化钢板晶粒，改善组织。本发明钢板焊接后无焊接裂纹；焊缝处屈服强度590～650MPa、抗拉强度690～740MPa，焊缝处-196℃冲击吸收能量≥80J；本发明有效地确保了低温钢板焊接质量，且仅对生产工艺进行创新，未增加设备投入，生产成本较低。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1-8：本提高含镍低温钢焊接性能的方法包括电炉炼钢、精炼炉精炼、VD炉真空脱气、连铸、控轧成材和轧后热处理过程；各过程工艺如下所述。
（1）所述含镍低温钢主要成分的质量百分含量为：C 0.05～0.08%，Si 0.15～0.25%，Mn 0.50～0.70%，Ni 9.0～9.5%，余量为Fe和不可避免的杂质；各实施例所述含镍低温钢主要成分见表1；
表1：各实施例的钢板成分（wt%）
表1中，成分的余量为Fe和不可避免的杂质。
（2）电炉炼钢过程：先在炉底投放石灰15～18kg/t钢，之后再投入铁水及钢铁料；钢液温度1500～1530℃冶炼时间不少于10min、优选10～13min，出钢加精炼渣3～4kg/t钢、石灰4～5kg/t钢，确保电炉出钢P含量≤0.004wt%；各实施例电炉炼钢过程的工艺参数见表2；
表2：电炉炼钢过程的工艺参数
（3）精炼炉精炼过程：钢水在精炼炉精炼，调整成分及钢水温度。
（4）VD炉真空脱气过程：钢水在VD炉内真空脱气，除去多余气体。
（5）连铸过程：连续浇注成连铸坯。
（6）控轧成材过程：压下量20～30mm。
（7）轧后热处理过程：采用淬火+回火处理，淬火温度780～820℃，回火温度540～580℃。
（8）焊接过程：坡口加工采用氧炔焰切割，切割速度0.3～0.7m/min；焊接坡口张角60～80度，钝边3～5mm；焊接过程采用低氢型电焊条，热输入量18～30KJ/cm。坡口加工采用氧炔焰切割，严格控制切割速度、焊接坡口张角及钝边长度，可以最大限度的降低焊接应力，减少焊接裂纹；焊接过程中，合适热输入量，可以精准控制焊缝处组织转变，保证焊缝处性能。各实施例控轧成材至焊接过程的工艺参数见表3；
表3：控轧成材至焊接过程的工艺参数
（8）焊缝处表面质量及焊缝处性能：焊接后，焊缝处表面无裂纹，焊缝处屈服强度590～650MPa、抗拉强度690～740MPa，焊缝处-196℃冲击吸收能量≥80J。各实施例所得焊缝处表面质量及焊缝处性能如表4所示；
表4：焊缝处表面质量及焊缝处性能
Claims (4)
1.一种提高含镍低温钢焊接性能的方法，其特征在于：其包括电炉炼钢、控轧成材和轧后热处理过程；所述电炉炼钢过程中，炉底投放石灰15～18kg/t钢，钢液温度1500～1530℃冶炼时间不少于10min，出钢加精炼渣3～4kg/t钢、石灰4～5kg/t钢，确保电炉出钢P含量≤0.004wt%。
2.根据权利要求1所述的一种提高含镍低温钢焊接性能的方法，其特征在于：所述控轧成材过程，压下量20～30mm。
3.根据权利要求1所述的一种提高含镍低温钢焊接性能的方法，其特征在于：所述轧后热处理过程采用淬火+回火处理，淬火温度780～820℃，回火温度540～580℃。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种提高含镍低温钢焊接性能的方法，其特征在于，所述含镍低温钢主要成分的质量百分含量为：C 0.05～0.08%，Si 0.15～0.25%，Mn 0.50～0.70%，Ni 9.0～9.5%，余量为Fe和不可避免的杂质。
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