一種高壓氣瓶用鋼板及其製備方法
2023-05-16 12:35:16 1
一種高壓氣瓶用鋼板及其製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種高壓氣瓶用鋼板及其製備方法，該方法包括：將板坯依次經過熱連軋、冷卻、卷取和保溫，其特徵在於，所述熱連軋包括粗軋和精軋，所述粗軋的開扎溫度為1180-1250℃，所述粗軋的終扎溫度為1080-1150℃，所述精軋的開扎溫度為950-1100℃，所述精軋的終扎溫度為850-900℃；所述冷卻的條件包括：以50-250℃/s的冷卻速度將熱連軋後得到的中間板坯冷卻至卷取的溫度；所述卷取的溫度為50-250℃；所述保溫的溫度為500-650℃，保溫的時間為20小時以上。通過本發明的方法能夠提供一種屈服強度、抗拉強度和低溫衝擊功均優良的高壓氣瓶用鋼板。
【專利說明】一種高壓氣瓶用鋼板及其製備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種高壓氣瓶用鋼板及其製備方法。
【背景技術】
[0002] 天然氣（CNG)汽車氣瓶屬高壓容器，氣瓶水爆壓是氣瓶安全設計的一個重要指 標，它與材料的強度有關。為滿足水爆試驗的斷裂特性和斷口形貌，就必須使材料有合理的 屈強比以及較高的延性和韌度，這些性能既與材料的成分有關、又與材料的熱處理工藝有 關。
[0003] 目前，高壓氣瓶用鋼板大多使用Cr-Mo系列汽車氣瓶用高強合金鋼。但是，Cr-Mo 系列高強合金鋼熱處理工藝窗口窄、熱處理後性能不穩定性，得到的高強合金鋼的低溫衝 擊功較低，且難以得到一種屈服強度、抗拉強度、伸長率和低溫抗衝擊功均優良的高壓氣瓶 用鋼板。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的在於克服現有技術中的高壓氣瓶用鋼板的低溫抗衝擊功較低，難以 得到一種屈服強度、抗拉強度、伸長率和低溫抗衝擊功均優良的高壓氣瓶用鋼板的缺陷，提 供一種屈服強度、抗拉強度、伸長率和低溫衝擊功均優良的高壓氣瓶用鋼板及其製備方法。
[0005] 本發明提供一種高壓氣瓶用鋼板的製備方法，該方法包括：將板坯依次經過 熱連軋、冷卻、卷取和保溫，其中，所述熱連軋包括粗軋和精軋，所述粗軋的開扎溫度為 1180-1250°C，所述粗軋的終扎溫度為1080-1150°C，所述精軋的開扎溫度為950-1KKTC， 所述精軋的終扎溫度為850-900°C ;所述冷卻的條件包括：以50-250°C /s的冷卻速度將 熱連軋後得到的中間板坯冷卻至卷取的溫度；所述卷取的溫度為50-250°C ;所述保溫的溫 度為500-650°C，保溫的時間為20小時以上；所述板坯的組成為：C :0. 32-0. 4重量％，Si : 0. 15-0. 35 重量％，Mn :0. 35-0. 65 重量％，Cr :0. 95-1. 1 重量％，Mo :0. 15-0. 25 重量％，P : 彡0. 01重量％，S :彡0. 004重量％，Η :彡0. 0002重量％，餘量為鐵和不可避免的雜質。
[0006] 本發明還提供一種通過上述方法得到的高壓氣瓶用鋼板。
[0007] 通過上述技術方案，能夠得到一種屈服強度達到900MPa以上、抗拉強度達到 lOOOMPa以上、伸長率達到14%以上和-50°C時的衝擊功達到48J以上的高壓氣瓶用鋼板， 從而使該鋼板具有較高的疲勞極限和抗多次衝擊能力，低溫衝擊韌性良好，特別適用於高 壓氣瓶用鋼板。
[0008] 本發明的其他特徵和優點將在隨後的【具體實施方式】部分予以詳細說明。
【具體實施方式】
[0009] 以下對本發明的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體 實施方式僅用於說明和解釋本發明，並不用於限制本發明。
[0010] 本發明提供的高壓氣瓶用鋼板的製備方法包括：所述熱連軋包括粗軋和精軋， 所述粗軋的開扎溫度為1180-1250°C，所述粗軋的終扎溫度為1080-1150°C，所述精軋的 開扎溫度為950-1100°C，所述精軋的終扎溫度為850-900°C ;所述冷卻的條件包括：以 50-250°C /s的冷卻速度將熱連軋後得到的中間板坯冷卻至卷取的溫度；所述卷取的溫度 為50-250°C ;所述保溫的溫度為500-650°C，保溫的時間為20小時以上；所述板坯的組成 為：C :0· 32-0. 40 重量 ％，Si :0· 15-0. 35 重量 ％，Μη :0· 35-0. 65 重量 ％，Cr :0· 95-1. 1 重 量％，Mo :0. 15-0. 25 重量％，P :彡 0. 01 重量％，S :彡 0. 004 重量％，Η :彡 0. 0002 重量％， 餘量為鐵和不可避免的雜質。
[0011] 在本發明中，儘管當板坯的組成在上述範圍內時就可以獲得較好強度、伸長率和 低溫衝擊功優良的鋼板，但是為了增強所獲得的鋼板的性能，優選情況下，所述板坯的組成 為 C :0· 33-0. 38 重量％，Si :0· 2-0. 3 重量％，Μη :0· 4-0. 6 重量％，Cr :0· 95-L 1 重量％，Μο : 0· 15-0. 25重量％，Ρ :< 0· 01重量％，S :< 0· 004重量％，Κ 0· 0002重量％，餘量為鐵和 不可避免的雜質；更優選的情況下，所述板坯的組成為C :0. 33-0. 37重量％，Si :0. 21-0. 25 重量％，Mn :0. 43-0. 56 重量％，Cr :0. 97-1. 05 重量％，Mo :0. 22-0. 25 重量％，P :彡 0. 01 重 量％，S :彡0. 004重量％，Η :彡0. 0002重量％，餘量為鐵和不可避免的雜質。所述板坯的 組成成分在上述範圍內時，可以在經過本發明的熱連軋、冷卻、卷取和保溫工藝後，製得低 溫衝擊功更好的鋼板。
[0012] 在本發明中，所述板坯可以採用本領域的公知的連鑄坯的方法進行製備，例如可 以通過高爐煉鐵、鐵水預處理、轉爐冶煉、鋼包內脫氧、合金化爐後精煉、LF電加熱、RH真空 處理以及板坯連鑄後獲得所述連鑄坯。其具體製備的條件為本領域所公知。
[0013] 所述連鑄坯的厚度可以根據具體情況進行選擇，例如可以為230-250mm。
[0014] 根據本發明，優選的情況下，所述粗軋的開軋溫度為1200-1230°C，所述粗軋的終 軋溫度為1090-1120°C。此外，所述粗軋後的中間板坯的厚度可以根據具體所要製備的產品 而適當地進行選擇。例如可以為40_55mm，優選為44_50mm。
[0015] 此外，所述精軋的開軋溫度優選為990-1020°C，所述精軋的終軋溫度優選為 860-890°C。所述精乳後的中間板述的厚度可以為3-15mm，優選為6-8mm。
[0016] 根據本發明，為了達到熱連軋的粗軋所需要的開扎溫度，可以在粗軋前先將連鑄 坯在加熱機中進行加熱，加熱至連鑄坯進行粗軋時所需的開扎溫度。所述熱連軋後得到的 中間板坯的厚度為這裡的所述精軋後的中間板坯的厚度，而所述熱連軋後即是指精軋完成 後。
[0017] 根據本發明，在熱連軋後對精軋後的中間板坯進行冷卻，優選情況下，所述冷卻的 條件包括：以50-150°C/s的冷卻速度將熱連軋後得到的中間板坯冷卻至卷取的溫度；更優 選地，所述冷卻的條件包括：以55_125°C /s的冷卻速度將熱連軋後得到的中間板坯冷卻至 卷取的溫度。所述冷卻可以通過層流水進行。
[0018] 根據本發明，為了使冷卻後的中間板坯的溫度更均衡，優選在將熱連軋後得到的 中間板坯冷卻至卷取的溫度之後且在卷取之前，將冷卻後的中間板坯進行空冷。所述空冷 的時間可以8-22S，優選為10-20S。
[0019] 根據本發明，優選的情況下，所述卷取的溫度為60-240°C。
[0020] 根據本發明，優選的情況下，所述保溫的溫度為550-650°C，保溫的時間為24-48 小時。更優選所述保溫的溫度為580-625°C，保溫的時間為24-30小時。通過在該保溫條件 下對卷取後的板坯進行保溫，具有強韌性匹配優良的效果。
[0021] 本發明還提供通過上述的製備方法製備的高壓氣瓶用鋼板。
[0022] 本發明提供的高壓氣瓶用鋼板的屈服強度R&達到900MPa以上、抗拉強度Rm達到 lOOOMPa以上、伸長率A8(l達到14%以上，且-50°C時的衝擊功達到48J以上，具有優良的力 學性能。
[0023] 實施例
[0024] 以下將通過實施例對本發明進行詳細描述。
[0025] 以下實施例和對比例中的屈服強度ReL、抗拉強度Rm、伸長率A80的測試方法按照 GB/T228-2002金屬材料室溫拉伸試驗方法進行；按照GB/T232-2010規定的方法檢測冷彎 性能（B = 35，α = 180° , d = a ;d表示彎心直徑、a表示試樣厚度、α表示彎曲的角度、 Β表示試樣的寬度）。-50°C時的衝擊功（Akv)的檢測方法為GB/T229-2007。
[0026] 實施例1-3
[0027] 在轉爐冶煉、經LF爐Ca處理、RH脫碳和連鑄獲得本發明的連鑄坯（厚度為 230_)，其組成成分見表1。將該連鑄板坯在加熱爐中加熱至粗軋的開扎溫度並進入可逆粗 軋機組，經過粗軋後的中間坯進入熱卷箱，使帶鋼頭、尾調換，然後進行精軋，精軋後並按照 指定的冷卻速度快速冷卻至卷取溫度後進行空冷，然後進行卷取，將卷取後的鋼板進行保 溫（熱連軋工藝、冷卻工藝以及保溫條件按照表2中的條件進行），得到高壓氣瓶用鋼板。 得到的高壓氣瓶用鋼板的力學性能見表3。
[0028] 對比例1
[0029] 按照實施例1的方法進行，不同的是，連鑄坯的組成成分與實施例不同（具體見表 1)，得到高壓氣瓶用鋼板。得到的高壓氣瓶用鋼板的力學性能見表3。
[0030] 對比例2
[0031] 根據實施例1中所述的方法，不同的是，冷卻速度為45°C /s，得到高壓氣瓶用鋼 板。得到的高壓氣瓶用鋼板的力學性能見表3。
[0032] 對比例3
[0033] 根據實施例1中所述的方法，不同的是，保溫溫度為530°C，得到高壓氣瓶用鋼板。 得到的高壓氣瓶用鋼板的力學性能見表3。
[0034] 表 1
[0035]
【權利要求】
1. 一種高壓氣瓶用鋼板的製備方法，該方法包括：將板坯依次經過熱連軋、冷卻、卷取 和保溫，其特徵在於， 所述熱連軋包括粗軋和精軋，所述粗軋的開扎溫度為1180-1250°C，所述粗軋的終 扎溫度為1080-1150°C，所述精軋的開扎溫度為950-1100°C，所述精軋的終扎溫度為 850-900 °C ； 所述冷卻的條件包括：以50-250°C /s的冷卻速度將熱連軋後得到的中間板坯冷卻至 卷取的溫度； 所述卷取的溫度為50-250°C ; 所述保溫的溫度為500-650°C，保溫的時間為20小時以上； 所述板坯的組成為：所述板坯的組成為：C :0. 32-0. 40重量％，Si :0. 15-0. 35重量％， Μη :0. 35-0. 65 重量％，Cr :0. 95-1. 1 重量％，Mo :0. 15-0. 25 重量％，P :彡 0. 01 重量％，S : < 0. 004重量％，Η 0. 0002重量％，餘量為鐵和不可避免的雜質。
2. 根據權利要求1所述的方法，其中，所述粗軋的開軋溫度為1200-1230°C，所述粗軋 的終軋溫度為1090-1120°C，所述精軋的開軋溫度為990-1020°C，所述精軋的終軋溫度為 860-890。。。
3. 根據權利要求1所述的方法，其中，所述冷卻的條件包括：以55-125°C /s的冷卻速 度將熱連軋後得到的中間板坯冷卻至卷取的溫度。
4. 根據權利要求1或3所述的方法，其中，該方法還包括，在將熱連軋後得到的中間板 坯冷卻至卷取的溫度之後且在卷取之前，將冷卻後的中間板坯空冷8-22s。
5. 根據權利要求4所述的方法，其中，在將熱連軋後得到的中間板坯冷卻至卷取的溫 度之後且在卷取之前，將冷卻後的中間板述空冷10-20s。
6. 根據權利要求1-3中任意一項所述的製備方法，其中，所述卷取的溫度為60-240°C。
7. 根據權利要求1所述的方法，其中，所述保溫的溫度為550-650°C，保溫的時間為 24-48小時。
8. 根據權利要求1所述的方法，其中，所述板坯的組成為C :0.33-0. 38重量％，Si : 0· 2-0. 3 重量 ％，Μη :0· 4-0. 6 重量 ％，Cr :0· 95-1. 1 重量 ％，Mo :0· 15-0. 25 重量 ％，P : 彡0. 01重量％，S :彡0. 004重量％，Η :彡0. 0002重量％，餘量為鐵和不可避免的雜質。
9. 根據權利要求1-8中任意一項所述的製備方法製備的高壓氣瓶用鋼板。
10. 根據權利要求9所述的高壓氣瓶用鋼板，其中，所述高壓氣瓶用鋼板的屈服強度 ReL彡900MPa，抗拉強度Rm彡lOOOMPa，伸長率A8Q彡14%，-50°C時的衝擊功彡48J。
【文檔編號】B21B37/74GK104109807SQ201410322536
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年7月8日 優先權日:2014年7月8日
【發明者】羅許, 李俊洪, 翁建軍, 楊曉東, 王羿, 周偉, 肖強, 黃徐晶, 張開華, 常軍, 左軍 申請人:攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司