CN102115806A - 一种提高特厚板低温韧性的热处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及钢板热处理领域,是一种提高特厚板低温韧性的热处理工艺,采用亚温正火,即加热温度为AC3以下20-50℃,保温时间为厚度(mm)×1.4~2.0min/mm,出炉后空冷。利用本发明所述的热处理工艺对热轧态特厚板进行热处理,低温韧性得到大幅提高,而强度下降较低,表层下1/4处的-40℃纵向冲击功提高幅度大于50J,屈服强度下降小于40MPa,抗拉强度下降小于20MPa。同时,相比传统的正火工艺,本发明加热温度低,更利于节能降本。
Description
技术领域
本发明涉及钢板热处理领域,具体的说是一种提高特厚板低温韧性的热处理工艺。
背景技术
随着厚板需求量的增大,国内几家钢厂相继开发出了不同强度级别和厚度规格的特厚板。特厚板的交货状态通常有两种:TMCP态和正火态。TMCP态交货的钢板虽然省去了热处理环节,但为了保证低温韧性,通常合金添加较多,且容易因组织不均匀而造成性能波动,生产难度较大且不能真正达到节能降本的目的,使用安全性也不能保证;而传统的正火态交货的钢板,虽然钢板的综合力学性能都得到了一定的提高,但由于加热温度通常要加热到奥氏体温度以上,热处理成本较高且容易因强度下降过多导致性能不合。若能采用合适的热处理工艺,使得在强度降低较小的情况下大幅提高低温韧性,不但具有较好的经济效益,而且产品安全性也大大提高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是,针对以上现有技术存在的缺点,提出一种提高特厚板低温韧性的热处理工艺,可以使得特厚板强度降低较小的情况下,大幅提高低温韧性。
本发明解决以上技术问题的技术方案是:
一种提高特厚板低温韧性的热处理工艺,采用亚温正火,即加热温度为AC3以下20-50℃,保温时间为厚度mm×(1.4~2.0min/mm),出炉后空冷。
采用这样的热处理工艺,热处理后组织细小而均匀,铁素体含量高,珠光体呈短棒状或者粒状,在有效减少热处理过程中强度损失的同时,大幅提高特厚板的低温韧性。
本发明正火加热温度设计的依据是:随着正火温度的提高,材料的冲击韧性有下降的趋势。如果加热温度太低,只有小部分组织奥氏体化或者没有奥氏体化,空冷后带状组织无法消除,晶粒不能得到细化,因此冲击韧性提高和强度下降均不明显。如果加热温度太高(接近或者高于AC3温度),大部分组织发生奥氏体化或者全部奥氏体化,空冷后组织将发生很大变化,晶粒粗化且铁素体分数大幅下降,使得冲击韧性明显下降,强度下降也比较明显。当温度处于亚温正火区时,部分组织发生了奥氏体化,空冷后带状消失,晶粒细化,铁素体含量较高,且珠光体呈短杆状或者粒状,此时材料具有较高的韧性,强度也下降较小。因此,将加热温度控制在AC3以下20-50℃。
本发明保温时间设计的依据是:保温一定时间,主要是为了使得碳原子充分扩散。随着保温时间的延长,碳原子的足够扩散,不仅使得珠光体带状组织消除,还有助于消除混晶组织,对提高低温韧性是相当有益的。但随着时间的进一步延长,晶粒有长大的趋势,综合力学性能都将下降。因此,将保温时间定为厚度(mm)×1.4~2.0min/mm。
本发明冷却工艺设计的依据是:随着冷却速度的增加,过冷度加大,使铁素体的析出受到限制,同时钢中固溶的Mn增加了过冷奥氏体的稳定性,也会抑制铁素体的析出。随着过冷度的增加,虽然相变后所得的组织细小,但铁素体析出量大幅度减少,同时会出现较多的粒状贝氏体组织,导致冲击韧性下降。空冷状态下,其显微组织为铁素体加珠光体,铁素体含量较多,组织均匀,晶粒细小,冲击韧性较高。因此,出炉后采用空冷工艺。
本发明进一步限定的技术方案是:
前述的提高特厚板低温韧性的热处理工艺,加热温度为811-841℃,保温时间为140-200min,出炉后空冷,钢板厚度为100mm。
前述的提高特厚板低温韧性的热处理工艺,加热温度为805-837℃,保温时间为112-160min,出炉后空冷,钢板厚度为80mm。
前述的提高特厚板低温韧性的热处理工艺,加热温度为800-830℃,保温时间为112-160min,出炉后空冷,钢板厚度为80mm。
本发明的有益效果是:⑴利用本发明所述的热处理工艺对热轧态特厚板进行热处理,低温韧性得到大幅提高,而强度下降较低。表层下1/4处的-40℃纵向冲击功提高幅度大于50J,屈服强度下降小于40MPa,抗拉强度下降小于20 Mpa;⑵本发明热处理温度低,有利于节能降本。
附图说明
图1为100mm Q345钢板经本发明热处理后的组织图。
图2为80mm Q345钢板经本发明热处理后的组织图。
图3为80mm Q390钢板经本发明热处理后的组织图。
具体实施方式
实施例1、实施例2和实施例3
实施例1、实施例2和实施例3各选择1块不同强度级别和规格的特厚板作为实施对象,利用热膨胀仪测得其AC3,然后根据本发明所述的方法进行热处理,并跟踪工艺执行情况,实施例1、实施例2和实施例3的具体热处理工艺如下表所示:
空冷冷却后,按照GB-T 1591标准的要求,对各实施例试验钢板取样,进行金相组织观察(如图1,2,3);图1为100mm Q345钢板经本发明热处理后的组织,组织为F+P,晶粒度为8.5级,F含量大于80%且珠光体呈短棒状或者粒状;图2为80mm Q345钢板经本发明热处理后的组织,组织为F+P,晶粒度为9级,F含量大于80%且珠光体呈短棒状或者粒状;图3为80mm Q390钢板经本发明热处理后的组织,组织为F+P,晶粒度为10.6级,F含量大于70%且珠光体呈短棒状或者粒状。
1/4处横向拉伸和-40℃冲击,拉伸和冲击性能见下表:
由上表可知,依照本发明所述方法进行热处理的钢板屈服强度下降≤35MPa,抗拉强度下降≤15 MPa,-40℃冲击功提升幅度≥65J,达到了E级低温韧性标准。
除上述实施例外,本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案,均落在本发明要求的保护范围。
Claims (4)
1.一种提高特厚板低温韧性的热处理工艺,其特征在于:采用亚温正火,即加热温度为AC3以下20-50℃,保温时间为厚度mm×(1.4~2.0min/mm),出炉后空冷。
2.如权利要求1所述的提高特厚板低温韧性的热处理工艺,其特征在于:所述加热温度为811-841℃,保温时间为140-200min,出炉后空冷,所述厚度为100mm。
3.如权利要求1所述的提高特厚板低温韧性的热处理工艺,其特征在于:所述加热温度为805-837℃,保温时间为112-160min,出炉后空冷,所述厚度为80mm。
4.如权利要求1所述的提高特厚板低温韧性的热处理工艺,其特征在于:所述加热温度为800-830℃,保温时间为112-160min,出炉后空冷,所述厚度为80mm。
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