论文部分内容阅读
随着国民经济的发展,我国的石油消耗量逐年增加,进口原油量亦同步递增,战略石油储备已成为保障国家经济安全的重大课题。为了加快我国战略石油储备基地的建设,需要建造大量单台储存容积在10万m3以上的大型浮顶油罐,而石油储罐用钢板应具有高强度、高韧性和优良的焊接性能,工业生产难度较大。迄今为止,我国石油储罐所用的高强度钢板基本都依赖进口,其价格昂贵且不能保证供货时间,为了尽快扭转这种被动局面,国家发改委力主石油储罐用钢板的国产化,以满足国内市场的旺盛需求。大型石油储罐在进行纵焊缝焊接过程中,当板厚为21mm采用V型坡口气电立焊一次焊接成型时,要求母材能够达到100KJ/cm以上的大线能量焊接要求,因此在工业生产中如何有效提高石油储罐钢板综合力学性能和大线能量焊接性能的诸多理论和工艺技术问题急待解决。在此背景下,本文结合东北大学-湖南华菱湘潭钢铁集团有限公司的合作课题,对石油储罐用钢板的DQ-T生产新工艺进行了试验研究,并对试制钢板的常规力学性能,大线能量焊接性能和耐腐蚀性能与工艺参数间的关系进行了研究分析。本论文的主要研究结果如下：(1)以湘钢冶炼的12MnNiVR石油储罐用钢为研究对象,研究分析了不同热处理工艺参数对试验钢组织和力学性能的影响规律,确定出合适的热处理工艺为：采用控轧与再加热淬火+离线回火工艺生产钢板时,宜采用940℃×40min淬火+640℃×50min回火；采用未再结晶控轧直接淬火+离线回火工艺生产钢板时,宜采用810℃在线直接淬火+620℃×50min的离线回火；采用再结晶控轧直接淬火+离线回火工艺生产钢板时,适宜的在线淬火温度为950℃,离线热处理制度为640℃×50111in回火。此三种工艺都能得到良好的力学性能,可作为确定工业热处理制度的依据。(2)三种不同热处理工艺条件下,试验钢的微观组织都以回火索氏体为主,其微观组织的微细差别对力学性能的影响规律为：直接淬火钢的强度和硬度明显高于再加热淬火钢,但其塑性和韧性有所下降。其中强度的递增顺序为：CR&Q<CR&DQ<RCR＆DQ；延伸率的递减顺序为：CR&Q>RCR&DQ>CR＆DQ；冲击功的递减顺序为：CR＆Q>CR＆DQ>RCR＆DQ.(3)在实验室MMS-300热模拟实验机上,在峰值温度Tp=1400℃,线能量为100KJ/cm的条件下,对三种不同工艺制造的试验钢进行了大线能量焊接热循环实验,焊接接头的低温冲击性能测试结果和断口的OM分析结果表明：未再结晶控轧直接淬火+离线回火工艺钢板具有最优的大线能量焊接性能；控轧与再加热淬火+离线回火工艺钢板大线能量焊接性能次之；再结晶控轧直接淬火+离线回火工艺钢板大线能量焊接性能较差。(4)选用日本和宝钢的同类钢板,与试验钢的各项力学性进行了系列对比分析。实验结果显示,试验钢的力学性能基本达到日本同类产品水平；大线能量焊接热模拟性能除再结晶控轧直接淬火+离线回火工艺钢较差外,其他两种生产工艺制造的钢板其韧性都能达到同类钢板的实物水平,可以用于建造大型石油储罐。(5)选用未再结晶控轧直接淬火+离线回火工艺制造的12MnNiVR钢板与宝钢生产的08MnNiVR石油储罐钢板进行了耐腐蚀性能对比试验。结果表明：08MnNiVR试样的全浸腐蚀速率为0.3427mm/a,试验钢的全浸腐蚀速率为0.3015mm/a,可以看出,12MnNiVR钢板的耐硫化氢腐蚀性能优于08MnNiVR钢板。