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
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
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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