580MPa級鋼瓶熱處理工藝的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及580MPa級鋼瓶熱處理工藝，屬于冶金技術領域。
【背景技術】
[0002] 用于盛裝壓縮氣體或高壓液化氣體的可重復充裝的移動式鋼質氣瓶簡稱為鋼瓶。 隨著社會經濟的發(fā)展，鋼瓶廣泛應用于工業(yè)、醫(yī)療、運輸?shù)阮I域，具有廣闊的發(fā)展前景。輕量 化是鋼瓶今后發(fā)展的主要方向，這對鋼瓶質量性能的要求越來越高。因此，在輕量化的同 時，需要通過提高鋼瓶強度及綜合性能來保證其使用的安全性。
[0003] 在鋼瓶的生產過程中，熱處理是極其重要的步驟，鋼瓶需要進行熱處理來保證其 性能。若冷卻速度過低，則鋼瓶的強度無法達到要求；若冷卻速度過快，則鋼瓶的強度會 過高，而塑性和韌性降低。目前，采用常規(guī)的熱處理工藝制作的鋼瓶的屈服強度為530MPa 左右，無法滿足發(fā)展需求。因此，亟需開發(fā)一種580MPa級鋼瓶（即鋼瓶的最低屈服強度為 580MPa)的熱處理工藝，以滿足市場發(fā)展需求。

【發(fā)明內容】

[0004] 本發(fā)明解決的技術問題是提供580MPa級鋼瓶熱處理工藝。
[0005] 本發(fā)明580MPa級鋼瓶熱處理工藝，包括如下步驟：
[0006] a、加熱：將鋼瓶進行預熱后，再進行兩段加熱，最后均熱；其中，預熱溫度為720~ 740°C，保溫時間13~17min;加熱一段溫度為810~830°C，保溫時間13~17min，加熱二 段溫度為870~890°C，保溫時間13~17min;均熱溫度為870~890°C，保溫時間15~ 17min；
[0007] b、霧冷：加熱出爐后的鋼瓶進行噴霧冷卻，霧冷時間60~65s，冷卻至約640~ 660 °C后進行風冷；
[0008] c、風冷：將霧冷后的鋼瓶進行風冷，風冷時間55~60s，冷卻至480~500°C后進 行空冷；
[0009] d、空冷：將風冷后的鋼瓶空冷至室溫。
[0010] 作為優(yōu)選方案，a步驟中，預熱溫度為730°C，保溫時間15min;加熱一段溫度為 820°C，保溫時間15min，加熱二段溫度為880°C，保溫時間15min，均熱溫度為880°C，保溫時 間 15min〇
[0011] 作為優(yōu)選方案，b步驟中，霧冷時間65秒，冷卻至650°C后進行風冷；c步驟中，風 冷時間60s，冷卻至490°C后進行空冷。
[0012] 進一步的，b步驟霧冷優(yōu)選具體操作為：將鋼瓶水平置于旋轉輥上，頂部及兩端噴 水霧，同時鋼瓶處于旋轉狀態(tài)，旋轉輥轉速70~90轉/分鐘，水壓1. 8~2. 2kg。
[0013] 其中，所述旋轉輥轉速優(yōu)選為80轉/分鐘，水壓優(yōu)選2kg。
[0014] 進一步的，c步驟風冷的具體操作為：將鋼瓶水平置于旋轉輥上，頂部吹風，同時 鋼瓶處于旋轉狀態(tài)，旋轉輥轉速70~90轉/分鐘。
[0015] 其中，c步驟所述的旋轉輥轉速優(yōu)選為80轉/分鐘。
[0016] 其中，制備鋼瓶所用的無縫鋼管的化學成分由以下重量百分比的元素組成：c: 0? 28 ~0? 35%，Si:0? 15 ~0? 35%，Mn:1. 20 ~1. 60%，P彡 0? 015%，S彡 0? 010%，V: 0? 03 ~0? 07%，M〇 :0? 06 ~0? 10%，Cr彡 0? 10%，Ni彡 0? 10%，Cu彡 0? 10%，余量為Fe。
[0017] 進一步的，制備鋼瓶所用的無縫鋼管的化學成分由以下重量百分比的元素組成： C:0? 32 ~0? 33%，Si:0? 21 ~0? 24%，Mn:1. 35 ~1. 40%，P:0? 009 ~0? 011%，S:0? 004 ~ 0. 007%，V:0. 04 ~0. 05%，Mo:0. 07 ~0. 08%，Cr:0. 03 ~0. 06%，Ni:0. 03 ~0. 05%， Cu:0? 05 ~0? 06%，余量為Fe。
[0018] 進一步的，制備鋼瓶所用的無縫鋼管的壁厚為5. 6~6. 4mm，優(yōu)選壁厚為6mm。
[0019] 本發(fā)明的熱處理采用步進式熱處理爐，通過特殊而合理設計控制鋼瓶的加熱溫度 和保溫時間以及降溫速率，得到鐵素體+珠光體組織，且晶粒度細小均勻，以此來保證鋼瓶 達到所設計的強度，同時具有良好的綜合性能。通過本發(fā)明熱處理方法制備得到的鋼瓶， 其屈服強度在600MPa以上，抗拉強度為800MPa以上，伸長率可達21~25%，-20°C沖擊值 100~120J/cm2,符合580MPa級鋼瓶的要求。
【具體實施方式】
[0020] 本發(fā)明580MPa級鋼瓶熱處理工藝，包括如下步驟：
[0021] a、加熱：將鋼瓶進行預熱后，再進行兩段加熱，最后均熱；其中，預熱溫度為720~ 740°C，保溫時間13~17min;加熱一段溫度為810~830°C，保溫時間13~17min，加熱 二段溫度為870~890°C，保溫時間13~17min，均熱溫度為870~890°C，保溫時間13~ 17min；
[0022] b、霧冷：加熱出爐后的鋼瓶進行噴霧冷卻，霧冷時間60~65s，冷卻至約640~ 660 °C后進行風冷；
[0023] c、風冷：將霧冷后的鋼瓶進行風冷，風冷時間55~60s，冷卻至480~500°C后進 行空冷；
[0024] d、空冷：將風冷后的鋼瓶空冷至室溫。
[0025] a步驟中，加熱溫度和保溫時間對鋼瓶性能將會產生很大的影響。加熱溫度過高， 晶粒容易長大，會降低鋼瓶性能；加熱溫度過低，則不能充分進行奧氏體化，也會對組織性 能產生影響，從理論上說，可以通過相變點試驗，得知該鋼瓶用無縫鋼管的相變點，并以此 來確定加熱溫度。而根據鋼瓶實際壁厚及加熱溫度，可以確定保溫時間。本發(fā)明的熱處理采 用步進式熱處理爐，作為優(yōu)選方案，a步驟中，預熱溫度為730°C，保溫時間15min;加熱一段 溫度為820°C，保溫時間15min，加熱二段溫度為880°C，保溫時間15min，均熱溫度為880°C， 保溫時間15min。
[0026] 根據加熱保溫時間，可確定本發(fā)明進出料節(jié)奏，優(yōu)選為進出料同步，節(jié)奏按90秒/ 只控制。
[0027] 根據鋼的冷卻轉變曲線可知，在600~650°C區(qū)間，形成珠光體，冷卻過慢，珠光 體量少，導致強度達不到要求，冷卻過快，則易形成貝氏體，導致鋼瓶的塑性和韌性降低，因 此，需綜合考慮設計合理的冷卻方式。作為優(yōu)選方案，b步驟中，霧冷時間65秒，冷卻至約 650°C后進行風冷；c步驟中，風冷時間60s，冷卻至490°C后進行空冷。
[0028] 為了使冷卻更加均勻，進一步的，b步驟霧冷的具體操作為：將鋼瓶水平置于旋 轉輥上，頂部及兩端噴水霧，同時鋼瓶處于旋轉狀態(tài)，旋轉輥轉速70~90轉/分鐘，水壓 1. 8~2. 2kg;優(yōu)選為轉速80轉/分鐘，水壓2kg。此處水壓為頂部及兩端噴水霧時的水壓。
[0029] c步驟風冷的具體操作為：將鋼瓶水平置于旋轉輥上，頂部吹風，同時鋼瓶處于旋 轉狀態(tài)，旋轉輥轉速70~90轉/分鐘，優(yōu)選為轉速80轉/分鐘。
[0030] 其中，制備本發(fā)明鋼瓶所用的無縫鋼管的化學成分由以下重量百分比