高性能石油儲罐用鋼開發(fā).pdf

1、隨著國家戰(zhàn)略石油儲備基地建設的展開，對大型石油儲罐用高強度鋼板的需求日益增加。建造容積在10萬m3以上的大型石油儲罐對罐體材料提出了很高的綜合性能要求:高強度、高韌性、高均勻性和高穩(wěn)定性，同時具有良好的大線能量焊接性能。迄今為止，我國建造大型石油儲罐用高強度鋼板基本依賴進口，其價格昂貴且不能保證供貨時間。針對國內石油儲罐用高強度鋼的生產現(xiàn)狀，結合首鋼公司“高附加值寬厚鋼板產品開發(fā)”項目，進行了高性能石油儲罐用鋼開發(fā)。論文主要研究工作和結

2、果如下:
　　(1)從石油儲罐用鋼的使用性能特點出發(fā)，以國標GB19189-2003成分要求為基礎，采用降C添加微量Nb、Ti，降低Mn、Mo含量并嚴格控制Pcm、S、P的成分優(yōu)化設計路線，確定了高性能石油儲罐用鋼的化學成分。
　　(2)利用MMS-300熱力模擬試驗機，進行高溫淬火實驗和連續(xù)冷卻轉變實驗，確定了試驗鋼的臨界轉變溫度、繪制了靜態(tài)和動態(tài)CCT曲線，研究了石油儲罐用鋼的加熱溫度、熱變形及冷卻工藝參數(shù)對組織演變的影

3、響規(guī)律。結果表明，加熱溫度在1150～1200℃之間奧氏體晶粒均勻細小，變形提高了試驗鋼的相變開始溫度，當冷卻速度為25～30℃/s時，可獲得馬氏體和貝氏體組織。
　　(3)通過對調質熱處理過程中石油儲罐用鋼組織性能變化規(guī)律及機理進行系統(tǒng)的研究，確定了其具有良好的組織形態(tài)與綜合力學性能的淬火溫度范圍為910～950℃，回火溫度范圍為640～660℃。研究表明:隨著淬火溫度的升高，馬氏體板條束長度方向明顯變長，而寬度方向變化較小，強

4、度呈明顯上升趨勢，延伸率和沖擊功略有降低;隨著回火溫度的升高，強度呈先慢后快的下降趨勢，沖擊功和延伸率逐漸升高，馬氏體板條內的位錯重新排列形成亞晶粒，高于680℃回火時碳化物才開始發(fā)生聚集粗化。
　　(4)進行了石油儲罐用鋼的控軋和軋后模擬在線直接淬火實驗，研究了奧氏體未再結晶區(qū)總壓下率、直接淬火溫度、回火溫度等對其組織性能的影響規(guī)律。結果表明，當未再結晶區(qū)總壓下率為60％、直接淬火溫度在850～910℃之間、回火溫度在640～6

5、80℃范圍內時，試驗鋼具有良好的綜合力學性能。
　　(5)通過對淬火態(tài)下直接淬火鋼和再加熱淬火鋼的組織性能進行對比分析，結果表明，直接淬火鋼因形變熱處理效應而有細小且彌散的碳化物析出，導致其強度高于再加熱淬火鋼的強度，兩者的延伸率相當，-20℃的沖擊功均在180J以上。經相同回火處理后，沖擊功和延伸率均顯著提高，前者強度的下降幅度小于后者，表現(xiàn)出良好的回火穩(wěn)定性。證實了采用在線直接淬火工藝是提高石油儲罐用鋼強韌性能的有效手段。

6、r>　　(6)通過斜Y型坡口焊接裂紋試驗、焊接熱模擬試驗及氣電立焊焊接試驗，深入系統(tǒng)的研究了石油儲罐用鋼的焊接性能，得出了線能量和峰值溫度對焊接熱影響區(qū)組織性能的影響規(guī)律。結果表明:開發(fā)的石油儲罐用鋼焊接冷裂紋傾向較小，在100kJ/cm的大熱輸入條件下，焊接接頭的強度與母材相當，其各部位仍表現(xiàn)出良好的綜合力學性能。
　　(7)基于實驗室的研究結果設計了石油儲罐用鋼板(SG610E)的成分，制定了相應的軋制及熱處理工藝制度，成功試