CN116445701A - 一种特宽特厚中高温压力容器用钢板热处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种特宽特厚中高温压力容器用钢板热处理方法，包括淬火和回火工序；所述淬火工序，钢板4.5‑5小时内升温到930‑950℃，保温1‑1.2min/mm后降温到890‑910℃，保温1.3‑1.5min/mm后出炉水冷；所述回火工序，6.5‑7.5小时内升温到640‑660℃，保温1.5‑2min/mm后升温到670‑685℃，保温2.8‑3min/mm后出炉空冷。本发明方法制备的钢板力学性能优良，屈服强度≥390MPa，抗拉强度600～680MPa，延伸率≥18%，0℃冲击功均值≥100J，350℃高温拉伸屈服强度≥355Mpa；且仅对生产工艺进行创新，未增加设备投入，生产成本较低。
Description
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种特宽特厚中高温压力容器用钢板热处理方法。
背景技术
单体炉加热钢板时，钢板厚度范围120-150mm，宽度范围3650-3850mm，钢板尺寸不仅厚而且宽，钢板在升温过程中温度非常不均匀，而且升温速率比较慢。目前为了细化钢板晶粒，此类钢板均采用2次淬火+回火的生产模式，生产成本偏高，而且生产效率低下。
为了细化晶粒，本发明提高钢板淬火升温期间的升温速度和加热均匀性，通过提高炉温温度使原子扩散速率急剧加快，相变驱动力增加，缩短相变孕育期，但是加热温度越高时，保温时间越长，奥氏体晶粒会粗大，因此，在高温阶段相变完成后降低奥氏体化温度保温一段时间进行均匀化处理。钢板在炉期间进行梯度的温度控制，减少钢板淬火热处理次数保证钢板性能合格率稳定，降低生产成本，吨钢降低成本275元/吨。本发明不仅释放了生产产能，还能够大大降低生产成本，提高了企业经济效益。
综上所述，保证钢板淬火加热质量，是保证合金钢板质量稳定性的前提条件。对于单体炉加热的钢板而言，合适的加热温度和加热速率时保证性能稳定的前提条件。因此，本发明结合生产厂的现有设备，创新单体炉生产工艺，在保证钢板质量的前提下，提高了钢板的生产效率和经济效益。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种特宽特厚中高温压力容器用钢板热处理方法。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：
一种特宽特厚中高温压力容器用钢板热处理方法，包括淬火和回火工序；所述淬火工序，钢板4.5-5小时内升温到930-950℃，保温一段时间后降温到890-910℃，保温一段时间后出炉水冷。
进一步地，本发明所述热处理方法，其中，所述淬火工序，钢板在930-950℃保温时间为1-1.2min/mm 。
进一步地，本发明所述热处理方法，其中，所述淬火工序，钢板在890-910℃保温时间为1.3-1.5min/mm 。
进一步地，本发明所述热处理方法，其中，所述淬火工序，钢板出炉后进行水槽冷却，水冷8-10分钟，水温20-30℃。
进一步地，本发明所述热处理方法，其中，所述回火工序，钢板6.5-7.5小时内升温到640-660℃，保温1.5-2min/mm后升温到670-685℃，保温2.8-3min/mm后出炉空冷。
本发明所述中高温压力容器用钢板的化学成分及其质量百分含量为：
C：0.12-0.14％；Si：0.25-0.35％；Mn：1.35-1.50％；Ni：0.61-0.68％；Mo：0.25-0.0.30％；Cr：0.22-0.0.30％；Nb：0.015-0.02%。
本发明所述钢板厚度范围120-150mm，宽度范围3700-3900mm。
本发明的发明原理在于：
钢板奥氏体化过程为快速升温到930-950℃保温一段时间，然后再在炉内降温到890-910℃保温出炉水冷，本发明快速升温到高温，提高奥氏体化过程的形核率，细化晶粒，避免奥氏体化过程长期处于高温阶段，第二阶段降温后进行保温均匀奥氏体组织。
为了满足高温工作条件下工件的高温持久强度，本发明通过添加一定量的高熔点Cr（0.23-0.3%）、Mo（0.25-0.3%），并添加一定含量的C元素，形成Cr和Mo的碳化物，碳化物经回火后在铁素体基体上弥散分布，以提高钢板在350℃温度下的强度指标。本发明淬火保温阶段采取快速升温到高温930-950℃保温一段时间，因Cr、Mo元素属于强溶于铁素体合金，加热过程阻碍了C的扩散速度，快速升温到高温起到提高C的扩散速度，加快奥氏体形核，细化晶粒，后期降温到890-910℃保温，避免温度过高，粗化奥氏体晶粒。本发明的回火阶段采取低温段预热400～450℃进行预热，预热时间为6～8h，目的是降低贝氏体碳化物的脱溶速度，使碳化物缓慢均匀析出，避免直接高温回火，碳化物脱溶速度较大，形成大颗粒或者块状碳化物，影响钢板的高温性能，贝氏体基体的碳化物分布越弥散，越能提高钢板的高温强度。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
1、本发明方法制备的钢板力学性能优良，屈服强度≥390MPa，抗拉强度600～680MPa，延伸率≥18%，0℃冲击功均值≥100J，350℃高温拉伸屈服强度≥355MPa，且性能稳定，完全满足设备使用要求。
2、本发明方法操作简便，仅对生产工艺进行创新，未增加设备投入，生产成本较低。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作详细说明。
一种特宽特厚中高温压力容器用钢板热处理方法，包括淬火和回火工序；
所述淬火工序，钢板在车底式炉4.5-5小时内升温到930-950℃，保温1-1.2min/mm后降温到890-910℃，保温1.3-1.5min/mm后出炉水槽冷却，水冷8-10分钟，水温20-30℃；
所述回火工序，钢板在车底式炉6.5-7.5小时内升温到640-660℃，保温1.5-2min/mm后升温到670-685℃，保温2.8-3min/mm后出炉空冷；
所述钢板化学成分及其质量百分含量为：
C：0.12-0.14％；Si：0.25-0.35％；Mn：1.35-1.50％；Ni：0.61-0.68％；Mo：0.25-0.0.30％；Cr：0.22-0.0.30％；Nb：0.015-0.02%。
所述钢板厚度范围120-150mm，宽度范围3700-3900mm。。
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1-8
各实施例钢板成分见表1。
各实施例淬火工序参数见表2。
各实施例回火工序参数见表3。
各实施例钢板性能见表4。
表1 各实施例钢板成分（wt %）
表2 各实施例淬火工序参数
表3各实施例回火工序参数
表4各实施例钢板性能
通过上述实施例可知，本发明提供的技术方案制备的钢板屈服强度、抗拉强度、延伸率以及冲击韧性波动较小，性能稳定，完全满足钢板要求。
本发明通过对热处理加热阶段的分段控制减少奥氏体化的热处理次数，提高了生产效率，降低了生产成本，可为企业带来可观的经济效益。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (7)
1.一种特宽特厚中高温压力容器用钢板热处理方法，其特征在于，包括淬火和回火工序；所述淬火工序，钢板4.5-5小时内升温到930-950℃，保温一段时间后降温到890-910℃，保温一段时间后出炉水冷。
2.根据权利要求1所述的一种特宽特厚中高温压力容器用钢板热处理方法，其特征在于，所述淬火工序，钢板在930-950℃保温时间为1-1.2min/mm 。
3.根据权利要求1所述的一种特宽特厚中高温压力容器用钢板热处理方法，其特征在于，所述淬火工序，钢板在890-910℃保温时间为1.3-1.5min/mm 。
4.根据权利要求1所述的一种特宽特厚中高温压力容器用钢板热处理方法，其特征在于，所述淬火工序，钢板出炉后进行水槽冷却，水冷8-10分钟，水温20-30℃。
5.根据权利要求1所述的一种特宽特厚中高温压力容器用钢板热处理方法，其特征在于，所述回火工序，钢板6.5-7.5小时内升温到640-660℃，保温1.5-2min/mm后升温到670-685℃，保温2.8-3min/mm后出炉空冷。
6.根据权利要求1所述的一种特宽特厚中高温压力容器用钢板热处理方法，其特征在于，所述中高温压力容器用钢板的化学成分及其质量百分含量为：
C：0.12-0.14％；Si：0.25-0.35％；Mn：1.35-1.50％；Ni：0.61-0.68％；Mo：0.25-0.0.30％；Cr：0.22-0.0.30％；Nb：0.015-0.02%。
7.根据权利要求1所述的一种特宽特厚中高温压力容器用钢板热处理方法，其特征在于，所述钢板厚度范围120-150mm，宽度范围3700-3900mm。
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| GR01 | Patent grant | ||
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