CN111893259A - 一种347h中厚板高温固溶处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种347H奥氏体不锈钢钢板的生产方法，包括：冶炼坯料、热轧生产、固溶处理、抛丸和矫直、酸洗钝化和研磨生产的步骤，所述固溶处理的温度是1160‑1200℃，固溶处理的保温时间是6‑30min。本发明的方法通过高温固溶处理实现了347H中厚板的晶粒度为7级或更粗，同时解决高温固溶处理过程中带来的中厚板表面粗糙问题。

Description

一种347H中厚板高温固溶处理方法
技术领域
本发明涉及冶金技术领域，具体涉及一种347H中厚板高温固溶处理方法。
背景技术
347H属于高碳含铌Cr-Ni奥氏体不锈钢，由于Nb含量较高，未固溶的Nb通过与C、N元素结合生成大量含Nb析出物，钉扎在奥氏体晶界，阻碍再结晶晶粒长大。因此想要通过热轧工艺实现晶粒度7级或更粗，对终轧温度、道次变形率等工艺参数要求极高，从而对中厚板设备条件要求苛刻，普通生产设备很难满足热轧工艺要求生产出晶粒度7级或更粗的中厚板产品。
发明内容
针对现有技术中存在的中厚板轧机能力较弱，无法轧制出7级或更粗晶粒度的347H中厚板的问题，本发明提供了一种347H奥氏体不锈钢钢板的生产方法，通过高温固溶处理实现了347H中厚板的晶粒度为7级或更粗，同时解决高温固溶处理过程中带来的中厚板表面粗糙问题。
本发明的技术方案具体如下：
一种347H奥氏体不锈钢钢板的生产方法，包括：冶炼坯料、热轧生产、固溶处理、抛丸和矫直、酸洗钝化和研磨生产的步骤，所述固溶处理的温度是1160-1200℃，固溶处理的保温时间是6-30min。
可选地，所述固溶处理依次包括预热段、加热段和保温段。
可选地，所述预热段温度是900-1000℃，所述加热段温度是1120-1160℃，所述保温段温度是1160-1200℃。
可选地，固溶处理步骤在氧含量＜8％的气氛中进行。
可选地，所述的347H奥氏体不锈钢钢板的生产方法采用中厚板轧机进行。
可选地，所述347H奥氏体不锈钢钢板的晶粒度3-7级。
相比于现有技术，本发明的技术方案至少具有如下有益效果：
1、解决了中厚板轧机设备能力较弱，无法轧制出7级或更粗的晶粒度问题，可应用于所有轧机设备生产，覆盖中厚板全规格。
2、解决了高温固溶处理过程中的表面粗糙问题。
3、不需投入，效果好，实现了低成本、高利润生产。
附图说明
图1是本发明实施例1制备的347H中厚板的微观组织照片。
具体实施方式
为了充分了解本发明的目的、特征及功效，通过下述具体实施方式，对本发明作详细说明。本发明的工艺方法除下述内容外，其余均采用本领域的常规方法或装置。下述名词术语除非另有说明，否则均具有本领域技术人员通常理解的含义。
通常，347H中厚板的主要化学成分如下：碳C：0.04-0.10％、锰Mn：≤2.00％、磷P≤0.045％、硫S≤0.030％、硅Si：≤0.75％、铬Cr：17.0-19.0％、镍Ni：9.0-13.0％、铌Nb：(8×C，且最大为1.00％)。单轧钢板通常指中厚板，将厚度4-20mm的钢板称为中板，厚度在20-60mm范围的钢板称为厚板，厚度＞60mm的钢板称为特厚板，前述的中板、厚板和特厚板都统称为中厚板。
采用常规热轧工艺生产晶粒度为7级或更粗的347H中厚板，对终轧温度、道次变形率等工艺参数要求极高，从而对中厚板设备条件要求苛刻，常用的中厚板轧机难以满足热轧工艺要求生产出晶粒度7级或更粗的347H中厚板产品。通常，最大轧制力是衡量轧机能力大小的参数之一，比如2700吨、7000吨、10000吨等等，但是即使10000吨的轧机也只能生产出部分规格热轧态晶粒度达到7级或更粗，但目前在国内大部分轧机的最大轧制力达不到万吨级别。
针对上述这些问题，本发明的发明人通过研究，创造性的提出了一种347H中厚板的生产方法。本发明的生产方法包括了冶炼坯料→热轧生产→固溶处理→抛丸、矫直→取样检验→酸洗钝化→研磨生产→包装交付等步骤。其中，在固溶处理步骤中，采用了高温固溶处理的工艺。具体如下：
当热轧态晶粒度＞7级时，采用高温固溶处理技术，温度1160-1200℃，保温时间6-30min，对于厚度为6-60mm的中厚板，本发明的方法均适用，对于具体的保温时间，可以根据中厚板厚度进行调整，例如，保温时间是1min/mm(按厚度规格计算)。采用本发明的方法能够获得晶粒度3-7级。当本发明方法的固溶处理步骤在氧含量＜8％(体积)的气氛中进行，能够实现较好的钢板表面质量，平均粗糙度Ra可达到4-8μm。
具体固溶步骤为：装炉→加热阶段→保温阶段→出炉水冷→抛丸→矫直→垛放。加热阶段又分为预热段和加热段，预热段温度900-1000℃，加热段温度1120-1160℃，保温段温度1160-1200℃。钢板出炉后表面带有氧化铁皮，直接矫直会将氧化皮压入钢板表面形成压坑，因此要求先抛丸后矫直。
因热处理温度较高，中厚板表面易发生氧化形成粗糙面。本发明采用的热处理炉燃料是高炉和焦炉混合煤气，助燃物是空气，通过调整空气和煤气流量阀，降低空气比例，并通过氧量分析仪监测炉内烟道尾气(即分析燃烧产物中残余氧量)修正空煤比；同时热处理炉内压力保持正压，防止吸入空气。发明人通过研究发现，当烟道尾气中氧量＜8％时，热处理后的中厚板表面质量较好。
本发明的发明人提出上述技术方案主要是基于如下研究发现：
1、固溶处理温度对晶粒长大的影响规律研究。347H热轧板固溶处理时，加热温度对晶粒长大的影响明显强于保温时间；随加热温度的升高，晶粒长大呈现“长大困难→局部异常长大→均匀粗晶”的变化规律；由于大量含Nb析出对晶界移动的阻碍作用，347H发生晶粒长大的温度区间高于普通奥氏体不锈钢，当加热温度≥1160℃时才能获得≤7级的晶粒度。
2、在相同温度下，随着保温时间的延长，晶粒长大并不明显。
3、随着固溶温度的升高，由于高温下晶粒逐渐长大，含Nb析出逐渐溶解，导致由细晶强化及弥散强化作用逐渐减弱，高温屈服强度逐渐降低。
4、影响钢板表面氧化的外部因素包括加热温度、加热时间、炉内气氛等。加热温度越高，加热时间越长，钢板氧化越严重，并且，随着温度的升高氧化剧烈增加，假设900℃氧化量为1，1000℃时为2，1100℃为3.5，1300℃为7。因此，在本发明中，固溶温度和保温时间都是按下限考虑。
5、钢板在热处理炉内加热，发生氧化的首要条件是必须有氧或氧化性介质的存在，如O2、CO2、H2O等，钢板表面氧化就是与氧化性气体发生反应的过程，所以含氧量的多少直接决定钢板表面氧化的程度。而不论采用哪种燃料，均可以通过监测烟道尾气中的氧量反映炉内氧化气氛，即钢板表面氧化程度。
实施例
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
首先，对实施例中采用的检测方法进行说明如下：
晶粒度：按照ASTM E112-2013《测定平均晶粒度的标准试验方法》测定本发明实施例钢材的晶粒度。
粗糙度：使用仪器Mitutoyo对钢板表面平均粗糙度Ra进行检测，该指标非产品标准要求，发明人目的仅在于方便印证钢板表面质量改善情况。
实施例1
冶炼坯料：申请人企业上游工序提供，坯料规格160×1238×L(mm)
热轧生产：采用2700吨四辊可逆式轧机生产，道次最大变形率18％，终轧温度950-1000℃，轧制规格10/12×1800×L(mm)，热轧态晶粒度8-9级。
固溶处理：采用6段常化炉进行高温固溶处理，1-2段为预热段，3段为加热段，4-6段为均热段。1段温度900-950℃，2段温度950-1000℃，3段温度1140-1160℃，4-6段温度1160-1180℃，保温时间10-12min，保温段炉压6-10Pa，氧量为6.9-7.5％。
抛丸、矫直，取样检验、酸洗钝化：对固溶处理后的钢板先抛丸后矫直，然后进行取样检验。
研磨生产：检查钢板尺寸、外观质量，合格后喷字。
最后包装交付。
对实施例1的钢板的晶粒度和粗糙度进行检测，结果如表1所示。
表1
Figure BDA0002633319570000051
从表1的数据可以看出，通过对固溶处理工艺进行改进，在采用常规2700吨中厚板轧机的情况下，依然能够实现3-7级的晶粒度，并且能够实现较好的钢板表面质量。
此外，观察实施例1的钢板的微观组织，结果如图1所示。由图1可以看出，采用本发明的方法得到的钢板显示出了较好的微观组织特性。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的替代、修饰、组合、改变、简化等，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种347H奥氏体不锈钢钢板的生产方法，包括：冶炼坯料、热轧生产、固溶处理、抛丸和矫直、酸洗钝化和研磨生产的步骤，其特征在于，所述固溶处理的温度是1160-1200℃，固溶处理的保温时间是6-30min。
2.根据权利要求1所述的347H奥氏体不锈钢钢板的生产方法，其特征在于，所述固溶处理依次包括预热段、加热段和保温段。
3.根据权利要求2所述的347H奥氏体不锈钢钢板的生产方法，其特征在于，所述预热段温度是900-1000℃，所述加热段温度是1120-1160℃，所述保温段温度是1160-1200℃。
4.根据权利要求1所述的347H奥氏体不锈钢钢板的生产方法，其特征在于，所述固溶处理步骤在氧含量＜8％的气氛中进行。
5.根据权利要求1所述的347H奥氏体不锈钢钢板的生产方法，其特征在于，所述的347H奥氏体不锈钢钢板的生产方法采用中厚板轧机进行。
6.根据权利要求1所述的347H奥氏体不锈钢钢板的生产方法，其特征在于，所述347H奥氏体不锈钢钢板的晶粒度3-7级。
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