時間反復無常，鼓著翅膀飛逝鋼的純凈化和性能壓力容器用鋼的純凈化1引言2提高壓力容器用鋼的韌性3提高鋼的抗應變時效性能4提高鋼的抗回火脆化性能5提高鋼的抗中子輻照脆化性能6提高鋼的耐腐蝕性能1引言近20多年來,由于煉鋼技術的迅速發展,采用了氧氣吹煉、各種爐外精煉及電渣重溶等技術。可使鋼中硫、磷、氫、氧氮等各種有害雜質元素與夾雜物降低到極低水平,并可根據需要將壓力容器用鋼的含碳量降低到很低水平。壓力容器用鋼的純凈化,不僅可以改善鋼制造工藝性,如焊接時抗熱裂、抗冷裂與抗層狀撕裂等性能,更主要的是能顯著改善鋼的使用性能、從而可延長壓力容器的使用壽命及提高壓力容器的使用安全性。壓力容器用鋼的純凈化是當前壓力容器技術最主要進展之本文以一些應用實例說明鋼的純凈化對提高壓力容器用鋼的使用性能與保證壓力容器安全的主要作用。2提高壓力容器用鋼的韌性壓力容器中的缺陷在使用中常會發生擴展,當裂紋擴展到某臨界尺寸時將會引起爆炸等事故,此臨界裂紋尺寸的大小主要決定于鋼的韌性。對同一強度級別或同一牌號的壓力容器滲鋁如果鋼的韌性越高,則用此種鋼制成壓力容器所允許的臨界裂紋尺寸就越大,壓力容器的安全性也就越高。表2—1列出用不同冶煉方法生產的16MmR鋼板。由于其硫、磷雜質含量不同使其沖擊韌性有很大的差別,6Omm的16MnR鋼板,由于采用了先進的冶煉及爐前、爐后處理技術,大大降低了鋼中硫、磷等雜質元素含量,并有效地控制了硫化物夾雜的形態,因而顯著地提高了鋼的沖擊韌性。可早提高16MnR鋼的純凈度是提高其韌性的有效途徑。高壓聚乙烯管式反應器所用的超高壓鋼管,其設計壓力為285-350MRa,設計溫度約350℃。由于超高壓鋼管的工作壓力極高,操作時并承受疲勞載荷,使用中會萌生裂紋,并有裂紋爆破,危害極大。為安全考慮,要求超高壓鋼管用鋼有很高的斷裂韌性,使得臨界裂紋尺寸大于鋼管的壁厚,以保證在使用中發生裂紋擴展時,即使裂紋已穿透壁厚,仍不能達到臨界裂紋尺寸,只會發生泄漏而不會發生因裂紋達臨界尺寸而引起的爆炸,即所謂“只漏不破”。在生產鋼管時,為得到高的斷裂韌性,必須采用先進的冶煉方法以得到純凈的鋼圖2|1表示由于超高壓鋼管的冶煉方法不同,所生產鋼的純凈度不同,使同一屈服強度的鋼可有不同的斷裂韌性值表2-1-1不同純凈度的16MR鍘的沖擊糊性V型映口沖擊功y鋼板狀態6-10mm(熱乳或正火)32mn(正火0.015663360mm(正火)0.003185表22出我國高壓聚乙烯生產中已使用日本產433這些鋼中氫、氧、165氮等氣體含量也極低。表2-1-2超高壓鋼管用鋼的雜質元素含量(重量%)340真空脫氣≤0.020≤0.010≤0.021≤0.002≤0.002≤0.00電爐冶煉真空劇氣≤0.015≤0005≤0.15|≤0.0|≤0.00005平爐冶煉435V|真空脫氣≤0.015≤0.0051≤0.03≤0.0035.00.00c.0.0002再電渣重熔曾實測4340鋼管橫向試樣的斷裂韌性值K=127MPa,4335V鋼管橫向試樣斷裂韌性值KC=167MPa。核反應推壓力容器的安全性要求極高,近年來核壓力容器用鋼主要不是研究開發新的鋼種,而是努力提高現有鋼種的韌性圖212表示出不同年份生產的輕水反應堆壓力容器A53B_鋼板與A5083鍛件因改進冶煉技術,提高了鋼的純凈度,從而使鋼的斷裂韌性有顯著提高。所有的斷裂韌性值都是由厚度大于240mm的大型試樣測得。由圖212可見,鋼的KC值達到20OMPa√m的溫度,在1966年為20℃,而1980年在-35℃即可達此值。SST-02DJCFCx三菱真空電弧爐重熔250°目鐵生產年份19802975°:966空氣中熔煉()x屈服強度試驗溫度/亡圖2-1-1冶煉方法對鋼的圖2-1-2不同年份生產鋼的斷裂韌性的影響斷裂韌性曲線的比較用一段方法治煉的高鉻C)17%)鐵素體不銹鋼雖有與鎳鉿奧氏體不銹鋼相當的耐蝕性,但由于受鋼中雜質如C、N的影響其沖擊韌性很低,難以用于制造壓力容器,當采用真空重熔時。由于降低了含碳量與雜質含量,可使高鉻不銹鋼有很高的韌性,見表213。由于純凈化提高了高鉻鐵素體不銹鋼的韌性,從而使超純鐵素體不銹鋼有較廣泛的應用。我國目前生產的超純鐵素體不銹鋼的雜質成份見表214。表2-1-3雜25%C鋼沖擊韌性的影響表2-1-4超純18%c鐵素體不銹鋼的雜質成份(重量%)冶煉方法N|C→NP0027-0.060mocr感應爐平均0618MoT≤05≤005≤0.0≤≤0m真空置塔002-0≤0.005≤0.05≤0.015≤000003008000|28,918MoTi型缺囗試樣純凈化不但可提高鋼的沖擊韌性與斷裂韌性,并可提高的疲勞強度。圖213是電爐冶煉與電渣重熔的180mm厚A53B鋼板的疲勞性能比較,由圖2|3可見電渣重熔鋼有更高的疲勞強度。電爐銅循環次數圖2-1-3電爐鋼與電渣重熔鋼的疲勞強度比較國外近年來將鋼的純凈化技術與鋼的微合金化技術、熱械控軋技術相結合,開發了780MPa強度級別的低合金高強度鋼。在提高鋼的強度時,使鋼有良好的韌性與制造工藝性。用此技術生產的78OMPa強度級別鋼的焊接性可與我國16MnR相當見表215,目前擬將780MPa低合金高強度鋼推廣應用于制造大型球形壓力容器表2-1-5新開發780MPa強度級別鋼的化學成份與焊接性(重量%序號A:0.0(.201.0021.250450.380050.010230.49000.260.90.250.00.0040210.45P=C+S30M/20+G20+N/6+Cm20+Ma/15+V/0+5B(%)+6+S4+N/40+Cr/5+Mo/4+V/4(%)41、學問是異常珍貴的東西，從任何源泉吸收都不可恥。——阿卜·日·法拉茲

42、只有在人群中間，才