CN107739802A - 一种15CrMoR钢板的封头热成型工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种15CrMoR钢板的封头热成型工艺，其包括热成型、正火、回火工序及焊后热处理工序；所述热成型工序采用空冷的冷却方式，正火工序采用加速冷却的冷却方式。本方法通过控制工艺过程，有效的保证了压力容器封头的性能，实现了高质量封头的简单制造，可实现大批量生产；采用本方法处理后的钢板屈服强度Rel≥295MPa，抗拉强度Rm：450～590MPa，板厚1/2处‑10℃冲击功≥54J，得到了良好的综合力学性能。

Description

一种15CrMoR钢板的封头热成型工艺
技术领域
本发明涉及一种热成型方法，尤其是一种15CrMoR钢板的封头热成型工艺。
背景技术
15CrMoR钢是低合金耐热钢，通常该钢足够的蠕变及持久强度、高温组织稳定性、高温抗氧化性(耐热性)和良好的加工工艺性。这些特性使得低合金耐热钢广泛应用于发电、石油炼制、化工合成和化肥等行业制造设备。封头是压力容器上的端盖，是压力容器的一个主要承压部件。15CrMoR作为球形封头母材，在压力容器在生产过程中与拼接焊缝需要经过热冲压成形、调质处理、中间消除应力热处理和最终产品焊后热处理。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种效果好的15CrMoR钢板的封头热成型工艺。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：其包括热成型、正火、回火工序及焊后热处理工序；所述热成型工序采用空冷的冷却方式，正火工序采用加速冷却的冷却方式。
本发明所述热成型工序：钢板进行加热，保温温度930～950℃，保温时间1～1.2min/mm，钢板出炉后空冷。
本发明所述正火工序：钢板的保温温度为910～925℃，保温时间为1.4～1.6min/mm，钢板出炉后水冷。
本发明所述回火工序：钢板的保温温度为720～740℃，保温时间为1.8～2.0min/mm，钢板出炉后空冷。
本发明所述焊后热处理工序：钢板在炉温≤400℃装炉，以100～120℃/h的速度进行升温至保温温度660～680℃，保温时间为12～14h；然后以100～120℃/h的速度随炉降温至380～400℃，出炉空冷。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明通过控制工艺过程，有效的保证了压力容器封头的性能，实现了高质量封头的简单制造，可实现大批量生产；采用本方法处理后的钢板屈服强度Rel≥295MPa，抗拉强度Rm：450～590MPa，板厚1/2处-10℃冲击功≥54J，得到了良好的综合力学性能。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本15CrMoR钢板的封头热成型工艺所述钢板化学成分组成及质量百分含量为：C0.12～0.16%，Si 0.17～0.37%，Mn 0.40～0.70%，P≤0.010%，S≤0.010%，Mo 0.45～0.55%，Cr 0.80～1.10%，余量为Fe和不可避免的杂质；本工艺包括热成型、正火、回火工序及焊后热处理工序，各工序工艺如下所述。
（1）热成型工序：钢板进行加热，加热至保温温度进行保温，保温温度930～950℃，保温时间1～1.2min/mm钢板厚度，试样出炉后空冷冷却到室温。
（2）正火工序：钢板的保温温度为910～925℃，保温时间为1.4～1.6min/mm钢板厚度，试样出炉后水冷冷却到室温。
（3）回火工序：钢板的保温温度为720～740℃，保温时间为1.8～2.0min/mm钢板厚度，试样出炉后空冷冷却到室温。
（4）焊后热处理工序：钢板在炉温≤400℃装炉，以100～120℃/h的速度进行升温至保温温度660～680℃，保温时间为12～14h；然后以100～120℃/h的速度随炉降温至380～400℃出炉，然后空冷至室温。
实施例1：本15CrMoR钢板的封头热成型工艺具体如下所述。
本实施例15CrMoR钢板厚度为50mm，化学成分组成及质量百分含量为：C 0.12%，Si0.37%，Mn 0.70%，P 0.007%，S 0.003%，Mo 0.50%，Cr 0.95%，余量为Fe和不可避免的杂质。
（1）热成型工序：钢板进行加热，保温温度930℃，保温时间1.2min/mm，出炉后空冷冷却到室温。
（2）正火工序：保温温度为910℃，保温时间为1.6min/mm，出炉后水冷冷却到室温。
（3）回火工序：保温温度为720℃，保温时间为2.0min/mm，出炉后空冷冷却到室温。
（4）焊后热处理工序：钢板在炉温400℃装炉，以100℃/h的速度进行升温至保温温度660℃，保温时间为12h；然后以100℃/h的速度随炉降温至380℃出炉，然后空冷至室温。
本实施例热处理后的钢板经检测：屈服强度Rel=395MPa，抗拉强度Rm=520MPa，板厚1/2处-10℃冲击功225/257/263J，具有良好的综合力学性能。
实施例2：本15CrMoR钢板的封头热成型工艺具体如下所述。
本实施例15CrMoR钢板厚度为56mm，化学成分组成及质量百分含量为：C 0.16%，Si0.25%，Mn 0.51%，P 0.006%，S 0.004%，Mo 0.45%，Cr 0.80%，余量为Fe和不可避免的杂质。
（1）热成型工序：钢板进行加热，保温温度945℃，保温时间1.1min/mm，出炉后空冷冷却到室温。
（2）正火工序：保温温度为920℃，保温时间为1.5min/mm，出炉后水冷冷却到室温。
（3）回火工序：保温温度为730℃，保温时间为1.9min/mm，出炉后空冷冷却到室温。
（4）焊后热处理工序：钢板在炉温350℃装炉，以110℃/h的速度进行升温至保温温度660℃，保温时间为13h；然后以110℃/h的速度随炉降温至390℃出炉，然后空冷至室温。
本实施例热处理后的钢板经检测：屈服强度Rel=405MPa，抗拉强度Rm=523MPa，板厚1/2处-10℃冲击功197/205/246J，具有良好的综合力学性能。
实施例3：本15CrMoR钢板的封头热成型工艺具体如下所述。
本实施例15CrMoR钢板厚度为70mm，化学成分组成及质量百分含量为：C 0.13%，Si0.25%，Mn 0.50%，P 0.007%，S 0.003%，Mo 0.55%，Cr 1.10%，余量为Fe和不可避免的杂质。
（1）热成型工序：钢板在小型电炉进行加热，保温温度950℃，保温时间1min/mm，出炉后空冷冷却到室温。
（2）正火工序：保温温度为925℃，保温时间为1.4min/mm，出炉后水冷冷却到室温。
（3）回火工序：保温温度为740℃，保温时间为1.8min/mm，出炉后空冷冷却到室温。
（4）焊后热处理工序：钢板在炉温300℃装炉，以120℃/h的速度进行升温至保温温度680℃，保温时间为14h；然后以120℃/h的速度随炉降温至400℃出炉，然后空冷至室温。
本实施例热处理后的钢板经检测：屈服强度Rel=389MPa，抗拉强度Rm=502MPa，板厚1/2处-10℃冲击功275/248/259J，具有良好的综合力学性能。
实施例4：本15CrMoR钢板的封头热成型工艺具体如下所述。
本实施例15CrMoR钢板厚度为60mm，化学成分组成及质量百分含量为：C 0.14%，Si0.31%，Mn 0.40%，P 0.008%，S 0.010%，Mo 0.48%，Cr 1.03%，余量为Fe和不可避免的杂质。
（1）热成型工序：钢板在小型电炉进行加热，保温温度940℃，保温时间1.2min/mm，出炉后空冷冷却到室温。
（2）正火工序：保温温度为915℃，保温时间为1.5min/mm，出炉后水冷冷却到室温。
（3）回火工序：保温温度为735℃，保温时间为2.0min/mm，出炉后空冷冷却到室温。
（4）焊后热处理工序：钢板在炉温380℃装炉，以105℃/h的速度进行升温至保温温度670℃，保温时间为13.5h；然后以115℃/h的速度随炉降温至390℃出炉，然后空冷至室温。
本实施例热处理后的钢板经检测：屈服强度Rel=393MPa，抗拉强度Rm=516MPa，板厚1/2处-10℃冲击功246/224/231J，具有良好的综合力学性能。
实施例5：本15CrMoR钢板的封头热成型工艺具体如下所述。
本实施例15CrMoR钢板厚度为65mm，化学成分组成及质量百分含量为：C 0.15%，Si0.17%，Mn 0.61%，P 0.010%，S 0.007%，Mo 0.52%，Cr 0.89%，余量为Fe和不可避免的杂质。
（1）热成型工序：钢板在小型电炉进行加热，保温温度935℃，保温时间1.1min/mm，出炉后空冷冷却到室温。
（2）正火工序：保温温度为920℃，保温时间为1.4min/mm，出炉后水冷冷却到室温。
（3）回火工序：保温温度为725℃，保温时间为1.9min/mm，出炉后空冷冷却到室温。
（4）焊后热处理工序：钢板在炉温330℃装炉，以115℃/h的速度进行升温至保温温度665℃，保温时间为12.5h；然后以105℃/h的速度随炉降温至400℃出炉，然后空冷至室温。
本实施例热处理后的钢板经检测：屈服强度Rel=397MPa，抗拉强度Rm=511MPa，板厚1/2处-10℃冲击功219/218/238J，具有良好的综合力学性能。

Claims (5)

1.一种15CrMoR钢板的封头热成型工艺，其特征在于：其包括热成型、正火、回火工序及焊后热处理工序；所述热成型工序采用空冷的冷却方式，正火工序采用加速冷却的冷却方式。
2.根据权利要求1所述的一种15CrMoR钢板的封头热成型工艺，其特征在于，所述热成型工序：钢板进行加热，保温温度930～950℃，保温时间1～1.2min/mm，钢板出炉后空冷。
3.根据权利要求1所述的一种15CrMoR钢板的封头热成型工艺，其特征在于，所述正火工序：钢板的保温温度为910～925℃，保温时间为1.4～1.6min/mm，钢板出炉后水冷。
4.根据权利要求1所述的一种15CrMoR钢板的封头热成型工艺，其特征在于，所述回火工序：钢板的保温温度为720～740℃，保温时间为1.8～2.0min/mm，钢板出炉后空冷。
5.根据权利要求1－4任意一项所述的一种15CrMoR钢板的封头热成型工艺，其特征在于，所述焊后热处理工序：钢板在炉温≤400℃装炉，以100～120℃/h的速度进行升温至保温温度660～680℃，保温时间为12～14h；然后以100～120℃/h的速度随炉降温至380～400℃，出炉空冷。
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