CN102605238B - 50公斤级具有良好耐sr特性的正火钢板及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种50公斤级具有良好耐SR特性的正火钢板，其化学成分的质量百分比为：C：0.05～0.25wt％；Si：0.1～0.5wt％；Mn：0.8～1.6wt％；Cu：≤0.4wt％；Ni：≤0.4wt％；Mo：≤0.13wt％；Nb：≤0.03wt％；V：≤0.04wt％；Al：0.02～0.1wt％；P：≤0.02wt％；S：≤0.02wt％；其余为Fe和其他不可避免的杂质；该50公斤级具有良好耐SR特性的正火钢板还应满足：Rmax≥Eq≥Rmin+ΔRm；此外，本发明还公开了一种该50公斤级具有良好耐SR特性的正火钢板的制造方法。

Description

50公斤级具有良好耐SR特性的正火钢板及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种钢板及其制造方法，尤其涉及一种50公斤级钢板及其制造方法。

背景技术

50公斤级正火厚钢板指厚度＞5mm、抗拉强度为≥485MPa的钢板，其应用极为广泛，例如中国国家标准GB713中的Q345R、美国机械工程师协会(American Society of Mechanical Engineers，简称ASME)锅炉与压力容器规范中的SA516Gr.70等，都是锅炉容器和管件常用的50公斤级正火型厚钢板。此类钢种的厚钢板在焊接或者加工成各种容器、管件、结构件等工件后往往需要进行特定温度、特定时间的焊后热处理(Post-Welding HeatTreatment，简称PWHT)，或者进行所谓的消应力退火(Stress RelievingAnnealing，简称SR)，以便消除工件内残余应力并扩散去氢。由于PWHT处理与SR处理，在热处理工艺上并无根本区别，因此通常将两者统称为SR处理，而将钢板的“耐PWHT或SR处理”的特性统称为“耐SR特性”。工件经SR处理后，其钢板内部金相组织通常会发生某种变化，进而导致钢板在SR处理前、后的机械性能也发生某些变化。因此，用户就要求钢厂交付的钢板机械性能除了必须满足相关标准外，还希望具有耐SR特性，即：要求钢板在SR处理前、后的机械性能变化尽可能的小，以保证在SR处理前、后钢板的机械性能都在相应标准规定或者用户指定的范围之内；同时，也为了防止经过SR处理的钢板与未经过SR处理的钢板焊在一起时，产生过大的性能差异。

生产实践表明，工件经SR处理温度越高、处理时间越长，钢板在SR处理前后的机械性能变化也越大。例如，在SR温度为620℃、保温时间为2小时的情况下，钢板的机械性能在SR后虽然有所劣化，但通常还在可接受的范围内；若经过695℃温度、9小时的SR处理后，普通钢板的抗拉强度会骤降几十MPa，甚至会出现钢板在出厂时抗拉强度接近标准上限、而当用户SR处理后，钢板的抗拉强度骤降到标准下限以下的情况。显然，普通钢板在经过695℃高温、9小时的SR处理后，很难保证其抗拉强度在SR处理前、后同时满足标准要求。换而言之，普通钢板并不具备所谓的“耐高温长时SR特性”。如果将经过高温长时SR处理的钢板与未经过高温长时SR处理的钢板焊在一起，很可能会产生大的性能方面的差异。

随着核电、热电及化工等行业的迅速兴起，某些容器、管件的工作环境越来越严酷，此类容器、管件SR处理的温度越来越高、处理时间越来越长，由此导致用户对钢板“耐高温长时SR特性”的要求越来越高，例如某新型核电站关键部件之一的耐压筒体所用的钢种为SA516Gr.70、厚度为65mm的厚钢板就需要这样的“耐高温长时SR特性”。这些钢板在弯曲、焊接成相应的耐压筒体后，筒体需要进行695℃，9小时的SR处理。显然，在这种情况下，钢厂除了必须保证钢板在出厂时的机械性能符合SA516Gr.70标准要求外，还必须保证钢板在经过高温长时SR处理后的机械性能仍符合SA516Gr.70标准要求，而且希望经过高温长时SR处理的钢板与未经高温长时SR处理的钢板在机械性能方面的差异尽可能的小，即：钢板必须具备良好的“耐高温长时SR特性”。

为了解决SR处理前后，钢板性能变化大的问题，公开号为JP9256037，公开日为1997年9月30日，名称为“PRODUCTION OF THICK HIGH TENSILESTRENGTH STEEL PLATE FOR STRESS RELIEVING ANNEALING TREATMENT”的日本专利与公开号为JP9256038，公开日为1997年9月30日，名称为“HEATTREATMENT BEFORE STRESS RELIEVING ANNEALING TREATMENT FOR THICK STEELPLATE”的日本专利公开了一种具有良好“耐SR特性”厚钢板的制造技术，其板坯的化学组成按重量百分数为C：0.05～0.20％、Si：0.02～0.5％、Mn：0.2～2.0％和Al：0.005～0.10％，必要时，可添加Cu、Ni、Cr、Mo、V、Nb、Ti、B、Ca及稀土元素当中的一种或二种以上元素，其余为Fe及不可避免的杂质元素；板坯经加热、热轧成钢板后空冷至室温；然后，钢板再经过不完全正火处理，即将钢板加热至Ac1相变点温度(即珠光体向奥氏体转变开始温度)以上、Ac3相变点温度(即先共析铁素体全部溶入奥氏体的温度)以下的某一温度后，缓慢冷却至室温。

但是，日本专利JP9256037与日本专利JP9256038所公开的方法制造的钢板只具备耐625℃以下温度耐SR处理的特性，不具备耐更高的温度(例如695℃高温)、更长的时间(例如24小时SR处理)的特性。并且，其钢板在热轧后只进行了Ac1相变点温度以上、Ac3相变点温度以下的不完全正火处理，不能满足很多用户提出的钢板必须经过Ac3相变点温度以上正火处理的要求。

公开号为CN1918308，公开日为2007年2月21日，名称为“高张力钢板的制造方法”的中国专利公开了一种具有良好“耐SR特性”60公斤级高强度厚钢板的制造技术，其板坯的化学组成按重量百分数为C：0.02～0.18％、Si：0.05～0.5％、Mn：0.5～2.0％、Al：0.005～0.10％、N：0.0005～0.008％、P：0.03％以下、S：0.03％以下；必要时，可添加重量百分数为Cu：2％以下、Ni：4％以下、Cr：2％以下、Mo：1％以下的一种或二种以上元素；必要时，还可添加重量百分数为Nb：0.05％以下、V：0.5％以下、Ti：0.03％以下的一种或二种以上元素，其余为Fe及不可避免的杂质元素。板坯经加热、热轧成钢板后，通过直接淬火或加速冷却工艺将钢板从Ar3点以上温度冷却至400℃以下，再由在线加热装置将钢板以≤1℃/秒的速度加热至460℃，进而以≥1℃/秒的速度由460℃加热至Ac1相变点以下的某一温度，并使钢板中心部分温度≥520℃。

公开号为JP59232234，公开日为1984年12月27日，名称为“MANUFACTUREOF 50KG STEEL MATERIAL FOR STRESS RELIEVING ANNEALING”的日本专利公开了一种具有良好“耐SR特性”50公斤级厚钢板的制造技术，其板坯的化学组成按重量百分数为C：0.03～0.3％、Si：≤0.6％、Mn：0.2～2.0％、Al：0.005～0.10％；必要时，还可添加重量百分数为Nb：0.003～0.10％、V：0.02～0.06％、Ti：0.005～0.10％的一种或二种以上元素，且根据Nb、V、Ti三个微量元素的“全部添加”、“单个添加”或“不添加”几种情况，将C+Mn/9.11相应地控制在0.17～0.26％之间的某特定值以下；其余为Fe及不可避免的杂质元素。板坯经加热、热轧成钢板后，通过控制冷却工艺，使钢板以3～30℃/秒的速度从Ar3点以上温度冷却至250～500℃之间。

中国专利CN1918308和日本专利JP59232234所公开的制造技术有一个共同点，就是其钢板均采用热轧后控制冷却工艺(直接淬火或加速冷却也属于控制冷却工艺)，所制造钢板的交货状态属于热机械控制工艺(ThermoMechanical Control Process，简称TMCP)状态，与采用的正火工艺的钢板有本质区别。事实上，在国内锅炉容器业内，用户普遍都不接受控轧控冷工艺以及相应的TMCP交货状态，国内常见的锅炉容器用钢标准中，如中国国家标准GB713中，也都未认可控轧控冷工艺以及TMCP交货状态，而只认可热轧、控轧、正火、正火后回火和淬火后回火工艺以及相应的交货状态；此外，日本专利JP59232234公开的技术所涉及到的SR处理温度仅为600℃温度，因此其无法适用于695℃温度、9小时的SR处理。

发明内容

本发明的目的在于提供一种50公斤级具有良好耐SR特性的正火钢板，该50公斤级钢板具有良好的耐SR特性，即在经过高温长时SR处理后，其机械性能变化量可控制在一定的范围内，并且其在SR处理前后的机械性能都能符合相关标准的要求。此外，本发明的目的还在于提供一种该50公斤级具有良好耐SR特性的正火钢板的制造方法。

发明人通过对50公斤级正火钢板进行大量模拟SR处理试验，并得到以下规律：

如图1、图2所示，在SR处理温度在610℃以上、Ac1相变点温度以下，保温时间在2～24h内，对于相同的保温时间，随着热处理温度的增加，钢板的抗拉强度与屈服强度呈线性下降趋势，且SR前、后钢板抗拉强度的跌幅大于屈服强度；

如图3、图4所示，在SR处理温度在610℃以上、Ac1相变点温度以下，保温时间在2～24h内，对于相同的热处理温度，随着保温时间的增加，钢板的抗拉强度与屈服强度有下降趋势，其中，抗拉强度的降低与保温时间呈对数关系，屈服强度的降低与保温时间呈正比关系，且SR处理前、后钢板抗拉强度的跌幅大于屈服强度；

在SR处理温度在610℃以上、Ac1相变点温度以下，保温时间在2～24h内，对于多次SR处理的情况，若SR处理温度相同，则多次SR前后钢板的抗拉强度与屈服强度变化主要取决于每次SR处理的保温时间之和，而与SR处理次数无显著关系。即：在相同的SR处理温度下，二次3小时的SR处理后钢板抗拉强度与屈服强度的变化量与一次6小时的SR处理后抗拉强度与屈服强度的变化量基本相当；

在SR处理温度在610℃以上、Ac1相变点温度以下，保温时间在2～24h内，钢的韧性在SR处理前后也有变化，但相对于强度，韧性没有上限限制，因此只要采用适当的化学成分及制造工艺使得SR前钢板韧性足够高，就能保证SR处理后，其韧性也能满足标准及用户的要求。

根据上述规律，本发明提供了一种50公斤级具有良好耐SR特性的正火钢板，其化学成分的质量百分比为：C：0.05～0.25wt％；Si：0.1～0.5wt％；Mn：0.8～1.6wt％；Cu：≤0.4wt％；Ni：≤0.4wt％；Mo：≤0.13wt％；Nb：≤0.03wt％；V：≤0.04wt％；Al：0.02～0.1wt％；P：≤0.02wt％；S：≤0.02wt％；其余为Fe和其他不可避免的杂质；

该50公斤级具有良好耐SR特性的正火钢板还应满足：

Rmax≥Eq≥Rmin+ΔRm；

式中，Eq为强度当量，单位Mpa，其满足：Eq＝720×C％+100(Mn％+Si％+Mo％)+35×(Cu％+Ni％)+500×Nb％+260×V％+260，其中C％、Mn％、Si％、Cu％、Ni％、Nb％、V％及Mo％分别为C、Mn、Si、Cu、Ni、Nb、V及Mo元素的重量百分数；Rmax为要求的抗拉强度上限，单位MPa；Rmin为要求的抗拉强度下限，单位MPa；ΔRm为强度下降预期，单位MPa，其满足：ΔRm＝8.8×ln(t)+0.35×T-178，其中t为SR处理的保温时间，单位h；T为SR处理的温度，单位℃。

优选地，在上述50公斤级具有良好耐SR特性的正火钢板中，其化学成分的质量百分比为：C：0.12～0.20wt％；Si：0.20～0.35wt％；Mn：1.10～1.5wt％；Cu：0.05～0.25wt％；Ni：0.05～0.25wt％；Mo：0.02～0.12wt％；Nb：0.005～0.02wt％；V：0.01～0.03wt％；Al：0.02～0.05wt％；P：≤0.012wt％；S：≤0.005wt％；其余为Fe和其他不可避免的杂质。

本发明中化学元素的添加原理如下：

C：0.05～0.25wt％

C是钢的主要强化元素，为保证正火后钢板的强度，需要在钢中加入≥0.05wt％的C。但C的含量太高，会导致钢板的韧性及焊接性能的恶化。因此，本技术方案限制C含量在0.05～0.25wt％范围内，其优选范围为0.12～0.20wt％。

Si：0.1～0.5wt％

Si是钢的强化元素，也是精炼过程中的脱氧元素。为保证正火处理后钢板的强度，需要在钢中加入≥0.1wt％的Si。但Si的含量太高，会导致钢板的韧性及焊接性能的恶化。因此，本发明将Si含量控制在0.1～0.5wt％范围内，其优选范围为0.20～0.35wt％。

Mn：0.8～1.6wt％

Mn是钢的强化元素，也是精炼过程中的脱氧、脱S元素，并且其具有成本低的优点。为保证正火处理后钢板的强度，改变钢中硫化物的形态，改善钢的韧性，需要在钢中加入≥0.8wt％的Mn。但Mn的含量太高，也会导致钢板的焊接性能的恶化；另外，ASME相应规范中对Mn也有上限规定。因此，本发明将Mn含量限定在0.8～1.6wt％范围内，其优选范围为1.10～1.5wt％。

Cu：≤0.4wt％

Cu是钢的强化元素，并且一定含量的Cu还有利于减少钢在SR处理后的强度变化量。但Cu含量太高，也会导致钢板的韧性与焊接性能的恶化，尤其是Cu元素还有辐射脆化的特点，若用于核电用钢，Cu含量必须受到严格限制。因此，只有在钢板较厚或在其他必须依靠加Cu来提高钢强度的情况下，才会加入适当含量的Cu，并且Cu最大含量应≤0.4wt％，其优选范围为0.05～0.25wt％。

Ni：≤0.4wt％

Ni是改善钢的韧性的元素，在对钢的低温冲击有较高要求的情况下，需要加入适当的Ni。但Ni是贵金属元素，并且在ASME相应标准中，对Ni的含量也有严格的限制。因此只有在钢板较厚或用户对钢板的韧性要求较为苛刻的情况下，才会加入适当含量的Ni以提高钢的韧性，且Ni最大含量应≤0.4wt％，其优选范围为0.05～0.25wt％。

Mo：≤0.13wt％

Mo是钢的强化元素，也是提高高温强度性能及耐高温长时SR性能的元素。因此，在钢板有模拟SR试验要求的情况下，往往需要加入适当的Mo。但Mo是贵金属元素，且其含量太高也会导致钢板的韧性与焊接性能的恶化；此外，在ASME相应规范中，对Mo含量也有严格的限制。因此，本发明将Mo含量控制在≤0.13wt％范围内，其优选范围为0.02～0.12wt％。

Nb：≤0.03wt％

Nb是典型的微合金强化元素，对于正火钢，适当的Nb含量既可以提高钢的强度，还可以改善钢板母材的韧性。但Nb是贵金属元素，且其含量过高时也会导致钢板焊接热影响区的性能恶化；此外，在ASME相应标准中，对Nb含量也有严格的限制。因此，本发明将Nb含量控制在≤0.03wt％范围内，其优选范围为0.005～0.02wt％。

V：≤0.04wt％

V是典型的微合金强化元素。但V是贵金属元素，且其含量过高时也会导致钢板焊接热影响区的性能恶化；并且在ASME相应标准中，对V含量也有限制。因此，本发明将V含量控制在≤0.04wt％范围内，其优选范围为0.01～0.03wt％。

Al：0.02～0.1wt％

Al是细化晶粒元素，ASME相应标准中规定，对锅炉容器用钢中的Al含量应≥0.02wt％。但Al含量的增加，也会带来浇铸时易堵塞水口、钢中夹杂物增加等负面影响。因此，本发明将Al含量控制在0.02～0.1wt％范围内，其优选范围为0.02～0.05wt％。

P：≤0.02wt％、S：≤0.02wt％

P、S均为钢中不可避免的杂质元素，P、S含量太高，将严重恶化钢板母材的韧性以及焊接热影响区的韧性，为此本发明限定P：≤0.02wt％，S：≤0.02wt％，其优选范围为P：≤0.012wt％，S：≤0.005wt％。

此外，本发明所述的50公斤级具有良好耐SR特性的正火钢板还应满足：

Rmax≥Eq≥Rmin+ΔRm；

式中，Rmax为要求的抗拉强度上限；Rmin为要求的抗拉强度下限；ΔRm为强度下降预期，其物理意义是给出了钢板经特定温度、特定保温时间的SR处理后，其抗拉强度的变化预测量。不同的化学成份和热处理工艺条件下，ΔRm呈现出不同的趋势。根据发明人的研究，对于50公斤级正火钢板，只要其成份在相应标准允许的成份范围之内，热处理工艺为正火处理，则ΔRm满足：ΔRm＝8.8×ln(t)+0.35×T-178，其中t为SR处理的保温时间，单位h；T为SR处理的温度，单位℃。

Eq为强度当量，其物理意义是用以指导50公斤级具有良好耐高温长时SR特性的正火钢板的成分设计，只有当Eq值既不超过要求的抗拉强度上限Rmax，又与要求的抗拉强度下限Rmin相比有强度下降预期ΔRm的富裕量时，才能保证钢板强度在高温长时SR处理的前后都能符合要求的上下限之内。

另外，为了实现本发明的目的，本发明还提供该种50公斤级具有良好耐SR特性的正火钢板的制造方法，其包括下列步骤：

(1)冶炼；

(2)精炼；

(3)真空脱气；

(4)浇铸；

(5)轧制；

(6)热处理：采用正火处理，温度为880～930℃，保温时间(单位：分钟)为成品厚度(单位：毫米)的1～3倍；

(7)厂内SR预处理：若ΔRm或ΔRp≥50MPa时，对钢板进行厂内SR预处理，热处理温度与用户实际SR处理温度相同，保温时间为0.5～3h；其中，ΔRp为屈服下降预期，单位MPa，其满足：ΔRp＝0.62×(t)+0.12×T-55；式中，t为SR处理的保温时间，单位h；T为SR处理的温度，单位℃；

若ΔRm＜50MPa且ΔRp＜50MPa时，不进行厂内预处理。

ΔRp为屈服下降预期，其与强度下降预期ΔRm类似，其物理意义是给出了钢板经特定温度、特定保温时间的SR处理后，其屈服强度的变化预测量。不同的化学成份和热处理工艺条件下，ΔRp呈现出不同的趋势。根据发明人的研究，对于50公斤级正火钢板，只要其成份在相应标准允许的成份范围之内，热处理工艺为正火处理，则ΔRp满足：ΔRp＝0.62×(t)+0.12×T-55，其中t为SR处理的保温时间，单位h，T为SR处理的温度，单位℃。

通过计算强度下降预期ΔRm及屈服下降预期ΔRp，能够判断是否需要增加厂内预SR处理步骤。当ΔRm或者ΔRp≥50MPa时，说明采用现有技术生产的钢板在经过高温长时SR处理后，抗拉强度或屈服强度降幅很大，很难保证钢板在SR前、后的抗拉强度和屈服强度均在要求的上下限之内。因此，本发明增加了厂内预SR处理步骤，以保证钢板在经过用户正式的高温长时SR处理后，其抗拉强度与屈服强度的下降量不超过50MPa。

优选地，在上述50公斤级具有良好耐SR特性的正火钢板的制造方法中，冶炼步骤采用转炉或电炉冶炼，并控制P含量在0.015wt％以下。

优选地，在上述50公斤级具有良好耐SR特性的正火钢板的制造方法中，精炼步骤采用LF炉精炼，并控制S含量在0.010wt％以下。

优选地，在上述50公斤级具有良好耐SR特性的正火钢板的制造方法中，真空脱气步骤采用RH真空处理设备进行真空脱气，并采用喂丝方式进行Ca处理和终脱氧，控制H含量在2ppm以下。

优选地，在上述50公斤级具有良好耐SR特性的正火钢板的制造方法中，浇铸步骤采用模铸工艺或者连铸工艺浇铸，模铸工艺的压缩比在4.1倍以上；连铸工艺的压缩比在3.1倍以上。

优选地，在上述50公斤级具有良好耐SR特性的正火钢板的制造方法中，轧制步骤采用控制轧制工艺，其精轧阶段的控轧厚度为成品钢板厚度的1.4倍以上，开轧温度为850～900℃，终轧温度为760～850℃。

优选地，在上述50公斤级具有良好耐SR特性的正火钢板的制造方法中，热处理步骤中正火温度为900～930℃。

本发明所述的50公斤级具有良好耐SR特性的正火钢板在热处理温度在610℃以上、Ac1相变点温度以下，保温时间2～24h的SR处理前后，其抗拉强度及屈服强度变化量均可控制在50MPa以内，并且其各项机械性能均能符合相关标准的要求。

附图说明

图1显示了SR处理温度对抗拉强度Rm的影响。

图2显示了SR处理温度对屈服强度Rp0.2的影响。

图3显示了SR保温时间t对抗拉强度Rm的影响。

图4显示了SR保温时间t对屈服强度Rp0.2的影响。

具体实施方式

实施例1-9

实施例1-9中，50公斤级具有良好耐SR特性的正火钢板，其厚度为34～48mm，牌号为SA516Gr.70，具体材料特性要求为：SR前后钢板的抗拉强度Rm都在485～620MPa之间，屈服强度Rp0.2都≥260MPa，且SR前后抗拉强度变化≤50MPa，屈服强度变化≤50MPa。

需要注意的是，尽管实施例1-9中的50公斤级具有良好耐SR特性的正火钢板均为牌号为SA516Gr.70的钢板，但是本技术方案不仅限于牌号为SA516Gr.70的钢板及其制造方法，本技术方案还适用于生产其它牌号的50公斤级正火钢板。

制造50公斤级具有良好耐SR特性的正火钢板的具体步骤如下(本案实施例1-9以及对比例1-5中各钢种化学成分见表1)：

(1)冶炼：可采用转炉或电炉冶炼，本实施例中采用150吨顶底复合吹氧气转炉冶炼，并采用高炉铁水或COREX炉铁水，允许加入不超过10％的优质废钢或厂内返回废钢。脱C是转炉吹炼的重要任务之一，但为了脱氧稳定，减少夹杂物，转炉最终停吹时钢水中C含量应≥0.04％；而转炉出钢时，P含量须严格控制在0.015wt％以下；

(2)LF炉精炼：钢水经150吨LF炉外精炼炉处理，造好泡沫白渣，强化钢水脱O和脱S，减少夹杂物，调整并均匀温度和成分，LF炉出钢时，严格控制S含量在0.010wt％以下；

(3)真空脱气：钢水经150吨RH真空处理装置处理，RH处理时真空度保持在267Pa以下，高真空时间控制在16分钟以上；RH出钢后，严格控制H含量在2ppm以下；RH处理结束后，钢水经喂Si-Ca丝处理；喂丝结束后，吹Ar搅拌3分钟以上；

(4)浇铸：采用模铸工艺浇铸，其压缩比在4.1倍以上；或者采用连铸工艺浇铸，其压缩比在3.1倍以上；本实施例中采用连铸机将钢水浇铸成厚度为244mm的连铸坯；

(5)轧制：将连铸坯加热至1130℃，再由双机架四辊可逆式宽厚板轧机采用控制轧制工艺进行轧制，其精轧阶段的控轧厚度为成品钢板厚度的1.4倍以上，开轧温度为850～900℃，终轧温度为760～850℃；

(6)热处理：采用正火处理，温度设定为910℃，保温时间为44～62分钟；

(7)厂内SR预处理：若ΔRm或ΔRp≥50MPa时，对钢板进行厂内SR预处理，热处理温度与用户实际SR处理温度相同，保温时间为0.5～3h；其中，ΔRp为屈服下降预期，单位MPa，其满足：ΔRp＝0.62×(t)+0.12×T-55；式中，t为SR处理的保温时间，单位h；T为SR处理的温度，单位℃；

若ΔRm＜50MPa且ΔRp＜50MPa时，不进行厂内预处理。

表1.(其余为Fe和其他不可避免的杂质，wt％)

本案实施例1-9以及对比例1-5中各步骤的详细工艺参数参见表2。

表2.

表3列出了本案实施例1-9以及对比例1-5的力学性能。

表3.

由表1-3可以看出，实施例1-9中，不仅是单项元素C、Si、Mn、P、S、Cu、Ni、Mo、V、Nb、Al都符合本发明的规定，而且强度当量Eq也满足本发明的要求：Rmax≥Eq≥Rmin+ΔRm；另一方面，实施例1、5、6中，强度下降预期ΔRm和屈服下降预期ΔRp均在50MPa之内，因此不需要厂内SR预处理；实施例2、3、4、7、8、9中，均出现强度下降预期ΔRm或屈服下降预期ΔRp≥50MPa的情况，因此需要进行厂内SR预处理步骤，并且也进行了厂内SR预处理。从表3中可以看出，实施例1-9中，钢板在高温长时SR处理前、后的抗拉强度Rm均在SA516Gr.70标准规定的485～620MPa范围之内，屈服强度Rp0.2均在标准规定260MPa以上，而且，SR处理前后的抗拉强度Rm与屈服强度Rp0.2的变化均在50MPa之内，均达到本发明材料特性的要求。

对比例1中，虽然单项元素C、Si、Mn、P、S、Cu、Ni、Mo、V、Nb、Al都符合本发明的规定，但强度当量Eq只有497MPa，不能满足本发明的要求：Eq≥Rmin+ΔRm＝485+49＝534MPa。从表3中可以看出，在经温度为630℃，保温时间为2h的SR处理后，钢板的抗拉强度由未处理前的488MPa(略高于标准下限485MPa)下降至451Mpa，屈服强度降至256Mpa，均低于标准的下限，未达到本发明材料特性的要求。

对比例2与实施例1相比，两者虽然成分相同，SR处理温度也相同，但对比例2的SR处理保温时间远长于实施例1，其强度下降预期ΔRm超过了50MPa，根据本发明的技术方案应对其进行厂内SR预处理，但实际上对比例2并未进行厂内SR预处理；此外，其强度当量Eq为540MPa，也不满足本发明要求：Eq≥Rmin+ΔRm＝485+63＝548MPa。因此，在表3中可以看出，对比例2在经温度为610℃，保温时间为24h的SR处理后，钢板抗拉强度由先前的520MPa降至458MPa，已低于SA516Gr70的抗拉强度标准下限，且SR前后抗拉强度跌幅达62MPa，未达到本发明材料特性的要求。

对比例3与实施例2相比，两者成分相同，强度当量Eq也满足本发明要求：Rmax≥Eq≥Rmin+ΔRm，且两者都需要进行695℃温度下，6h的SR处理。其区别在于，实施例2按照本发明的技术方案的要求，进行了厂内SR预处理，而对比例3没有按照本发明的技术方案要求，进行厂内SR预处理。因此，在表3中可以看出，对比例3中，钢板在SR处理前抗拉强度已接近于标准的上限620MPa，而SR处理后，抗拉强度又锐减至525MPa。尽管该比较例中钢板的抗拉强度、屈服强度在SR处理前、后都符合SA516Gr70的标准要求，但由于其抗拉强度跌幅达92MPa，屈服强度跌幅达55MPa，都超过了50Mpa，同样未能达到本发明规定的材料特性的要求。

对比例4与实施例7相比，两者成分相同，强度当量Eq也满足本发明的要求：Rmax≥Eq≥Rmin+ΔRm，且都需要进行630℃温度下，24h的SR处理。其差别在于，实施例7按照本发明的技术方案的要求，进行了厂内SR预处理，而对比例4则没有按照本发明的技术方案的要求，进行厂内SR预处理。因此，从表3中可以看出，尽管对比例4中钢板的抗拉强度在SR处理前、后都符合SA516Gr70的标准要求，但SR处理前后的抗拉强度跌幅达53MPa，超过了50MPa，同样未能达到本发明规定的材料特性的要求。

对比例5与实施例9相比，两者成分相同，并且主要元素C、Si、Mn都偏向成分的上限，强度当量Eq也满足本发明的要求：Rmax≥Eq≥Rmin+ΔRm，而且都需要进行700℃温度下，8小时的SR处理。其差别在于，实施例9按照本发明提供的技术方案的要求，进行了厂内SR预处理，而对比例5则没有按照本发明提供的技术方案的要求，进行厂内SR预处理。因此，从表3中可以看出，尽管对比例5中钢板的抗拉强度在SR处理前、后都符合SA516Gr70的标准要求，并且钢板的抗拉强度在SR处理前已接近标准上限，但SR处理前后抗拉强度跌幅达82MPa，超过了50MPa，同样未能达到本发明规定的材料特性的要求。

要注意的是，以上列举的仅为本发明的具体实施例，显然本发明不限于以上实施例，随之有着许多的类似变化。本领域的技术人员如果从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种50公斤级具有良好耐SR特性的正火钢板，其特征在于，化学成分的质量百分比为：C：0.05～0.25wt%；Si：0.1～0.5wt%；Mn：0.8～1.6wt%；Cu：≤0.4wt%；Ni：≤0.4wt%；Mo：≤0.13wt%；Nb：≤0.03wt%；V：≤0.04wt%；Al：0.02～0.1wt%；P：≤0.02wt%；S：≤0.02wt%；其余为Fe和其他不可避免的杂质；

所述50公斤级具有良好耐SR特性的正火钢板还应满足：

Rmax≥Eq≥Rmin＋△Rm；

式中，Eq为强度当量，单位MPa，其满足：Eq=720×C%+100(Mn%+Si%+Mo%)+35×(Cu%+Ni%)+500×Nb%+260×V%+260，其中C%、Mn%、Si%、Cu%、Ni%、Nb%、V%及Mo%分别为C、Mn、Si、Cu、Ni、Nb、V及Mo元素的重量百分数；Rmax为要求的抗拉强度上限，单位MPa；Rmin为要求的抗拉强度下限，单位MPa；△Rm为强度下降预期，单位MPa，其满足：△Rm=8.8×ln(t)+0.35×T–178，其中t为SR处理的保温时间，单位h；T为SR处理的温度，单位℃。

2.如权利要求1所述的50公斤级具有良好耐SR特性的正火钢板，其特征在于，化学成分的质量百分比为：C：0.12～0.20wt%；Si：0.20～0.35wt%；Mn：1.10～1.5wt%；Cu：0.05～0.25wt%；Ni：0.05～0.25wt%；Mo：0.02～0.12wt%；Nb：0.005～0.02wt%；V：0.01～0.03wt%；Al：0.02～0.05wt%；P：≤0.012wt%；S：≤0.005wt%；其余为Fe和其他不可避免的杂质。

3.如权利要求1所述的50公斤级具有良好耐SR特性的正火钢板的制造方法，其特征在于，包括下列步骤：

（1）冶炼；

（2）精炼；

（3）真空脱气；

（4）浇铸；

（5）轧制；

（6）热处理：采用正火处理，温度为880～930℃，保温时间为成品厚度的1～3倍，其中，保温时间单位min，成品厚度单位mm；

（7）厂内SR预处理：若△Rm或△Rp≥50MPa时，对钢板进行厂内SR预处理，热处理温度与用户实际SR处理温度相同，保温时间为0.5～3h；其中，△Rp为屈服下降预期，单位MPa，其满足：△Rp=0.62×（t）+0.12×T–55；式中，t为SR处理的保温时间，单位h；T为SR处理的温度，单位℃；

若△Rm＜50MPa且△Rp＜50MPa时，不进行厂内预处理。

4.如权利要求3所述的50公斤级具有良好耐SR特性的正火钢板的制造方法，其特征在于，所述冶炼步骤采用转炉或电炉冶炼，并控制P含量在0.015wt%以下。

5.如权利要求3所述的50公斤级具有良好耐SR特性的正火钢板的制造方法，其特征在于，所述精炼步骤采用LF炉精炼，并控制S含量在0.010wt%以下。

6.如权利要求3所述的50公斤级具有良好耐SR特性的正火钢板的制造方法，其特征在于，所述真空脱气步骤采用RH真空处理设备进行真空脱气，并采用喂丝方式进行Ca处理和终脱氧，控制H含量在2ppm以下。

7.如权利要求3所述的50公斤级具有良好耐SR特性的正火钢板的制造方法，其特征在于，所述浇铸步骤采用模铸工艺或者连铸工艺浇铸，模铸工艺的压缩比在4.1倍以上；连铸工艺的压缩比在3.1倍以上。

8.如权利要求3所述的50公斤级具有良好耐SR特性的正火钢板的制造方法，其特征在于，所述轧制步骤采用控制轧制工艺，其精轧阶段的控轧厚度为成品钢板厚度的1.4倍以上，开轧温度为850～900℃，终轧温度为760～850℃。

9.如权利要求3所述的50公斤级具有良好耐SR特性的正火钢板的制造方法，其特征在于，所述热处理步骤中正火温度为900～930℃。

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