本发明属于钢板生产领域，具体涉及一种高韧性抗回火大厚度Cr-Mo钢板及其生产方法
背景技术：
随着石油化工和煤化工行业的发展和技术进步，炼化装置的日益大型化，设备壁厚不断增加，对设备用钢板的性能要求越来越苛刻。大型Cr-Mo钢压力容器制造周期长，为防止在制造和维修过程中由于焊接应力而出现开裂，需要对压力容器进行多次高温回火热处理，如中间消应力热处理、整体焊后消应力热处理等。壁厚的增加使得每次回火的时间延长，累积回火时间的增加将对钢板的力学性能产生很大的影响，主要表现为强度降低，冲击韧性明显下降，严重的将不能满足技术要求。因此，提高钢板的抗回火脆化能力，即在高温长时间回火后仍保持良好的冲击韧性，是大厚度Cr-Mo钢生产需要解决的一个难题。
目前国内有一些关于相近Cr-Mo钢板的专利，主要问题存在：
公开号为CN103334064A的“一种低屈强比的Cr-Mo钢板及其生产方法”专利，添加了Ni(0.10％≤Ni≤0.20％)、Cu(Cu≤0.10％)，钢板厚度只有30～70mm，在690℃×20h回火处理后，钢板仅能满足-10℃的韧性要求；公开号为CN103320721A“要求厚拉和高拉保屈服及强度下限的Cr-Mo钢板及其生产方法”专利，添加了Ni(0.10％≤Ni≤0.20％)、Cu(Cu≤0.10％)，钢板厚度只有20～100mm，在680℃×20h回火处理后，钢板仅能满足-5℃的韧性要求；公开号为CN104561837A“一种压力容器钢ASTMA387CL11Gr2钢板及其生产方法”专利，添加了Ni(Ni≤0.20％)、Cu(Cu≤0.10％)，钢板厚度达到150mm，但是采用钢锭生产，生产成本较高、效率较低，钢板在690℃×32h回火处理后仅能满足20℃的韧性要求。以上专利中，钢板在高温回火后的冲击韧性最低仅能达到-10℃。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种高韧性抗回火大厚度Cr-Mo钢板及其生产方法，通过合理的Cr/Mo比值和适当的添加量，配合Si、Mn元素，并严格控制钢中P、S、As、Sn、Sb等有害元素含量，结合控轧控冷和两次正火加回火工艺保证优异性能，制得钢板厚度达到120mm，组织为贝氏体加铁素体和回火索氏体，屈服强度≥420MPa，抗拉强度≥580MPa，-40℃冲击功>100J；在690℃×40h回火处理后，屈服强度≥360MPa，抗拉强度≥540MPa，-40℃冲击功>50J。
为实现此目的，本发明采用如下技术方案：
一种高韧性抗回火大厚度Cr-Mo钢板，其化学组分按重量百分比计包括C 0.12～0.16％，Si 0.41～0.54％，Mn 0.61～0.75％，P≤0.006％，S≤0.002％，Cr 1.16～1.35％，Mo 0.46～0.58％，Ti 0.010～0.020％，Al 0.020～0.050％，As≤0.008％，Sn≤0.005％，Sb≤0.003％，其余为Fe及不可避免的杂质；
以下对本发明所含合金元素的作用及其用量的选择具体分析说明：
C：C是保证强度的主要元素，提高钢的淬透性，以固溶强化提高钢的强度，但含量过高会对抗回火脆性和焊接性能产生不利的影响，因此，本发明C含量选择为0.12～0.16％。
Si：Si主要起脱氧作用，并以固溶强化形式提高钢的强度，但对回火脆性影响较大，Si含量过高会造成回火稳定性下降，韧性降低，因此本发明Si含量控制在0.41～0.54％。
Mn：Mn起固溶强化作用，可显著提高钢的强度，并提高淬透性，改善热加工性能，但Mn促进P在晶界的偏聚，提高回火脆性，并且过高的Mn易产生偏析，特别是对于特厚钢板，偏析会恶化钢板心部的性能，因此本发明Mn含量控制在0.61～0.75％。
Mo：Mo可以显著提高钢板的淬透性和强度，在一定回火时间内能有效吸附P形成化合物，减少P在晶界处的偏聚，提高回火稳定性，本发明中Mo含量控制在0.46～0.58％。
Cr：Cr提高钢的淬透性，并通过固溶强化提高钢的强度。Cr是较强的碳化物形成元素，通过合理的Cr/Mo比值，可以提高Cr碳化物的稳定性，抑制Mo碳化物的形成，提高钢中Mo的固溶量，从而提高Mo吸附P的效果，抑制回火脆化的发生。本发明中Cr含量控制在1.16～1.35％。
P、S、As、Sn、Sb元素：P、S作为钢中的有害元素，恶化钢板性能。P、As、Sn、Sb是脆化元素，在回火过程中向晶界处偏聚，弱化晶界，促进回火脆化的发生。因此，要尽量降低P、S、As、Sn、Sb等有害元素含量。
上述高韧性抗回火大厚度Cr-Mo钢板是按照以下工艺生产的：
1)在炼钢工序中，采用转炉冶炼、LF精炼、RH真空处理，然后连铸成板坯；
2)在控制轧制工序中，板坯加热温度为1150～1250℃，保温1.5～2.5小时，出炉经高压水除鳞后进行两阶段轧制，高温区轧制开始温度为980～1100℃，低温区轧制开始温度为850～900℃；
3)在控制冷却工序中，采用水冷却系统，冷却速度为5～10℃/s，终冷温度为620～680℃，之后空冷到室温；
4)在热处理工序中，采用两次正火工艺：一次正火温度为910～950℃，二次正火温度为840～880℃，回火温度为670～720℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果至少在于：
1)优化合金元素含量，不添加Ni、Cu等合金元素，降低合金成本；
2)钢板最大厚度达到120mm，采用连铸坯生产，轧制和热处理工艺简单，成品钢板组织均匀，性能优异，满足-40℃的冲击韧性要求；
3)两次正火加回火工艺下得到的组织晶粒细小均匀，且具有一定含量的铁素体，使组织的回火稳定性提高，在长时间的高温回火(690℃×40h)后保持良好的冲击韧性，满足更加苛刻服役条件下的技术要求。
附图说明
图1实施例1中钢板的显微组织照片；
图2实施例2中钢板的显微组织照片。
具体实施方式
以下结合优选实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。
一种高韧性抗回火大厚度Cr-Mo钢板的生产方法，包括如下步骤：转炉冶炼-LF精炼-RH处理-连铸-板坯加热-高压水除磷-控制轧制-控制冷却-冷床冷却-两次正火-回火。
实施例1的钢板厚度为120mm，由以下重量百分含量的组分组成：C 0.14％，Si 0.49％，Mn 0.61％，P 0.0045％，S 0.0008％，Cr 1.33％，Mo 0.56％，Ti 0.015％，Al 0.034％，As 0.0024％，Sn 0.0008％，Sb 0.0008％，其余为Fe及不可避免的杂质。
实施例2的钢板厚度为120mm，由以下重量百分含量的组分组成：C 0.15％，Si 0.48％，Mn 0.65％，P 0.0051％，S 0.0010％，Cr 1.31％，Mo 0.54％，Ti 0.016％，Al 0.031％，As 0.0034％，Sn 0.0010％，Sb 0.0006％，其余为Fe及不可避免的杂质。
热轧、热处理的具体工艺参数为：板坯加热温度1200℃，在炉时间2小时，出炉经高压水除鳞后进行两阶段轧制，粗轧开始温度1000～1080℃，精轧开始温度850～900℃，终轧温度800～840℃，轧后冷却速度6～8℃/s，终冷温度620～660℃，随后空冷到室温。一次正火温度910～940℃，二次正火温度850～880℃，回火温度700～720℃。
实施例1和实施例2的钢板经690℃不同时间回火后的力学性能见表1和表2。由试验结果可以看出，实施例1和实施例2母材常温和高温强度余量较大，在-40℃下仍具有良好的冲击韧性。经过690℃8h、20h、40h高温回火后，强度满足性能要求，-18℃下低温冲击韧性良好。
表1实施例1钢板经690℃不同时间回火后的力学性能(取样位置：板厚1/2处)
表2实施例2钢板经690℃不同时间回火后的力学性能(取样位置：板厚1/2处)
尽管本发明的实施方案已公开如上，但对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。