專利名稱：超標(biāo)準(zhǔn)大截面壓力容器管板熱處理工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱處理工藝，具體地說是一種大截面管板熱處理工藝，屬于機(jī) 械加工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
金屬熱處理是將金屬工件放在一定的介質(zhì)中加熱到適宜的溫度，并在此溫度中 保持一定時(shí)間后，又以不同速度冷卻，通過改變金屬材料表面或內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)來控制 其性能的一種工藝。金屬熱處理是機(jī)械制造中的重要工藝之一，與其他加工工藝相比，熱處理一般 不改變工件的形狀和整體的化學(xué)成分，而是通過改變工件內(nèi)部的顯微組織，或改變工件 表面的化學(xué)成分，賦予或改善工件的使用性能。其特點(diǎn)是改善工件的內(nèi)在質(zhì)量，而這一 般不是肉眼所能看到的。壓力容器，是指盛裝氣體或者液體，承載一定壓力的密閉設(shè)備。貯運(yùn)容器、反 應(yīng)容器、換熱容器和分離容器均屬壓力容器。壓力容器的用途十分廣泛。它是在石油化 學(xué)工業(yè)、能源工業(yè)、科研和軍工等國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門都起著重要作用的設(shè)備。壓力容 器一般由筒體、封頭、法蘭、密封元件、開孔和接管、支座等六大部分構(gòu)成容器本體。 此外，還配有安全裝置、表計(jì)及完成不同生產(chǎn)工藝作用的內(nèi)件。壓力容器由于密封、承 壓及介質(zhì)等原因，容易發(fā)生爆炸、燃燒起火而危及人員、設(shè)備和財(cái)產(chǎn)的安全及污染環(huán)境 的事故。目前，世界各國均將其列為重要的監(jiān)檢產(chǎn)品，由國家指定的專門機(jī)構(gòu)，按照國 家規(guī)定的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施監(jiān)督檢查和技術(shù)檢驗(yàn)。大型壓力容器所使用的大型壓力容器鍛 件，要求相當(dāng)高，其熱處理技術(shù)十分重要。我們研究的是，壓力容器常用材料20MnMoNb超標(biāo)準(zhǔn)大截面管板(公稱厚度大 于壓力容器標(biāo)準(zhǔn)上限)的調(diào)質(zhì)工藝。從分析標(biāo)準(zhǔn)和考慮此截面(500mm厚度以上)鍛件 的加熱、冷卻效果來看，其組織轉(zhuǎn)變、碳(C)化物分解都將不理想，調(diào)質(zhì)后的機(jī)械性能 也無法滿足要求，表現(xiàn)為沖擊韌性極差或極不穩(wěn)定。常規(guī)調(diào)質(zhì)(常規(guī)淬火+高溫回火) 工藝，無法較好的控制碳化物的析出階段，尤其對超標(biāo)準(zhǔn)的大截面鍛件，細(xì)化晶粒效果 差，冷卻速度、均勻性等條件均較差或不受控；包括Nb等元素的碳化物大量析出，使鍛 件機(jī)械性能無法保證。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種針對大截面管板的熱處理工藝，包括高 溫淬火、常規(guī)淬火、高溫回火三步，高溫細(xì)化晶粒的同時(shí)，通過快冷快速通過碳化物析 出階段，使碳化物析出大量減少，并穩(wěn)定在晶粒內(nèi)部，使后續(xù)調(diào)質(zhì)滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。本發(fā)明的技術(shù)方案為大截面鋼管熱處理工藝，包括以下步驟
(1)高溫淬火按功率升溫至650°C，保溫3小時(shí)后，按動0°C /小時(shí)的速度升溫 至950士 10°C，均溫、保溫14小時(shí)后水冷；(2)常規(guī)淬火按功率升溫至650°C，保溫3小時(shí)后，按動0°C/小時(shí)的速度升溫 至920士 10°C，均溫、保溫14小時(shí)后水冷；
(3)高溫回火按功率升溫至350°C，保溫3小時(shí)后，按動0°C/小時(shí)的速度升溫 至650士 10°C，均溫、保溫20小時(shí)后空冷。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于高溫?cái)U(kuò)散細(xì)化晶粒的同時(shí)，通過特殊高溫溫度下的快冷， 鍛件快速通過C化物析出階段，使C化物析出大量減少，并穩(wěn)定在晶粒內(nèi)部，尤其解決 了較難溶、且極易析出的Nb的C化物對晶界的影響，使后續(xù)調(diào)質(zhì)滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式以下對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅 用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本工藝過程中使用設(shè)備情況如下
(1)鍛件加熱保溫1000KW臺車式電阻爐；
(2)鍛件吊裝主勾承載32T的行車；
(3)鍛件冷卻容積為132噸的水槽。如圖1所示，超標(biāo)準(zhǔn)大截面壓力容器管板熱處理工藝，包括以下步驟
(1)高溫淬火按功率升溫至650°c，保溫3小時(shí)后，按動0°C/小時(shí)的速度升溫 至950士 10°C，均溫、保溫14小時(shí)后水冷；
(2)常規(guī)淬火按功率升溫至650°C，保溫3小時(shí)后，按動0°C/小時(shí)的速度升溫 至920士 10°C，均溫、保溫14小時(shí)后水冷；
(3)高溫回火按功率升溫至350°C，保溫3小時(shí)后，按動0°C/小時(shí)的速度升溫 至650士 10°C，均溫、保溫20小時(shí)后空冷。按照本發(fā)明的工藝所生產(chǎn)產(chǎn)品為壓力容器常用材料20MnMoNb超 標(biāo)準(zhǔn)大截面管板(公稱厚度大于壓力容器標(biāo)準(zhǔn)上限)的調(diào)質(zhì)工藝。鍛件尺寸為 Φ 2000- Φ 2800 X 500-600 (單位 mm)，鍛件最大毛重約 30T。國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB4726-2000《壓力容器用碳素鋼和低合金鍛件》標(biāo)準(zhǔn)中 20MnMoNb材料公稱厚度要求里，最大公稱厚度為500mm。此工藝滿足了公稱厚度為> 500mm，最大可達(dá)600mm的20MnMoNb材料壓力容器鍛件的熱處理要求。最后應(yīng)說明的是以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā) 明，盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其 依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等 同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包 含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.超標(biāo)準(zhǔn)大截面壓力容器管板熱處理工藝，其特征在于包括以下步驟(1)高溫淬火按功率升溫至650°c，保溫3小時(shí)后，按動0°C/小時(shí)的速度升溫 至950士 10°C，均溫、保溫14小時(shí)后水冷；(2)常規(guī)淬火按功率升溫至650°C，保溫3小時(shí)后，按動0°C/小時(shí)的速度升溫 至920士 10°C，均溫+保溫14小時(shí)后水冷；(3)高溫回火按功率升溫至350°C，保溫3小時(shí)后，按動0°C/小時(shí)的速度升溫 至650士 10°C，均溫+保溫20小時(shí)后空冷。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種超標(biāo)準(zhǔn)大截面壓力容器管板熱處理工藝，包括高溫淬火、常規(guī)淬火、高溫回火三步。高溫細(xì)化晶粒的同時(shí)，通過快冷快速通過C化物析出階段，使C化物析出大量減少，并穩(wěn)定在晶粒內(nèi)部，使后續(xù)調(diào)質(zhì)滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。通過本工藝加工的鍛件機(jī)械性能均能達(dá)到要求。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于高溫?cái)U(kuò)散細(xì)化晶粒的同時(shí)，通過特殊高溫溫度下的快冷，鍛件快速通過C化物析出階段，使C化物析出大量減少，并穩(wěn)定在晶粒內(nèi)部。尤其解決了較難溶、且極易析出的Nb的C化物對晶界的影響，使后續(xù)調(diào)質(zhì)滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。
文檔編號C21D9/14GK102021304SQ201010575280
公開日2011年4月20日 申請日期2010年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月7日
發(fā)明者鄧軍 申請人:無錫宏達(dá)重型鍛壓有限公司