CN100392120C - 亚临界汽轮机螺栓钢细晶粒处理工艺方法 - Google Patents

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本发明涉及材料热处理技术，尤其涉及亚临界汽轮机螺栓钢细晶粒处理工艺方法。一种亚临界汽轮机螺栓钢(即20Cr1Mo1VNbTiB钢)细晶粒处理工艺方法，其特征是在材料调质处理前增加一次热处理，其步骤是：第一步，将材料加热至920℃±20℃，保温0.5～2小时；第二步，以每小时100℃±20℃的冷却速度缓冷至750℃±30℃，保温0.5～2小时；第三步，空冷至室温。本发明是在20Cr1Mo1VNbTiB钢调质处理前增加一次热处理，使材料在热处理调质前组织均衡化，材料在调质处理后可得到全部细晶组织，从而解决了20Cr1Mo1VNbTiB钢的粗晶缺陷。

Description

亚临界汽轮机螺栓钢细晶粒处理工艺方法
(一)技术领域
本发明涉及材料热处理技术，尤其涉及亚临界汽轮机用高温高压螺栓钢(特指20Cr1Mo1VNbTiB钢)细晶粒处理工艺方法。
(二)背景技术
20Cr1Mo1VNbTiB钢是汽轮机行业广泛使用的亚临界汽轮机高温高压螺栓用钢，属贝氏体钢种。过去普遍采用直接调质或退火+调质的热处理工艺，其处理后的材料往往为粗晶结构，使用性能受到影响，需重新热处理，有时甚至需要多次重新热处理，不但费时费力，而且晶粒也不能完全细化。产品性能由于粗晶而受到很大影响。该问题从上世纪七十年代该钢研发始，没有一种工艺能圆满的从根本上解决粗晶问题。
(三)发明内容
本发明的目的在于提供一种亚临界汽轮机螺栓钢(即20Cr1Mo1VNbTiB钢)细晶粒处理工艺方法，该工艺方法是在材料调质处理前增加一次热处理，使材料在热处理调质前组织均衡化，材料在调质处理后可得到全部细晶组织，从而解决了20Cr1Mo1VNbTiB钢的粗晶缺陷。
本发明是这样实现的：一种亚临界汽轮机螺栓钢细晶粒处理工艺方法，其特征是在材料调质处理前增加一次热处理，其步骤是：
第一步，将材料加热至920℃±20℃，保温0.5～2小时；
第二步，以每小时100℃±20℃的冷却速度缓冷至750℃±30℃，保温0.5～2小时；
第三步，空冷至室温。
本发明是在20Cr1Mo1VNbTiB钢调质处理前增加一次热处理，使材料在热处理调质前组织均衡化，材料在调质处理后可得到全部细晶组织，从而解决了20Cr1Mo1VNbTiB钢的粗晶缺陷。
(四)附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
图1为20Cr1Mo1VNbTiB钢在调质处理前增加的热处理工艺示意图。
图2为原有的调质处理后材料低倍宏观检查观察到的粗晶形态；
图3为原有的调质处理后材料金相检查显示的宏观粗晶组织形态(100X，晶粒直径1～3mm左右)；
图4为采用本发明工艺调质处理后材料低倍宏观检查观察到的细晶结构；
图5为采用本发明工艺调质处理后材料高倍(200X)金相检查显示的细晶组织形态(晶粒度8级)。
(五)具体实施方式
参见图1，一种亚临界汽轮机螺栓钢(即20Cr1Mo1VNbTiB钢)细晶粒处理工艺方法，是在材料调质处理前增加一次热处理，其步骤是：
第一步，将材料加热至920℃±20℃，保温0.5～2小时；
第二步，以每小时100℃±20℃的冷却速度缓冷至750℃±30℃，保温0.5～2小时；
第三步，空冷至室温。
材料在调质处理后可得到全部细晶组织。
具体实施例为：
实施例1，30mm方左右材料，以每小时500℃速度升温至920℃±20℃；保温0.5小时；以每小时100℃±20℃速度降温至750℃±30℃；保温0.5小时；空冷。再进行调质处理。
实施例2，直径80mm左右材料，以每小时100℃速度升温至920℃±20℃；保温1小时；以每小时100℃±20℃速度降温至750℃±30℃；保温2小时；空冷。再进行调质处理。
实施例3，直径180mm左右材料，以每小时100℃速度升温至920℃±30℃；保温2小时；以每小时100℃±20℃速度降温至750℃±30℃；保温2小时；空冷。再进行调质处理。
处理结果分析：
采用原有技术调质处理的材料低倍组织中往往具有严重的粗晶组织，晶粒直径可达1～3mm，甚至更大，且分布极不均匀(局部或全部粗晶)，参见图2；其高倍(100X)组织形态参见图3。
采用本发明的热处理工艺加调质处理工艺的材料，其低倍组织中无粗晶组织形态，参见图4；高倍(200X)金相组织显示晶粒为细晶结构，晶粒度为8级左右，参见图5。

Claims (1)

1.一种亚临界汽轮机螺栓钢细晶粒处理工艺方法，是指20CrlMolVNbTiB钢细晶粒处理工艺方法，其特征是在材料调质处理前增加一次热处理，其步骤是：
第一步，将材料加热至920℃±20℃，保温0.5～2小时；
第二步，以每小时100℃±20℃的冷却速度缓冷至750℃±30℃，保温0.5～2小时；
第三步，空冷至室温。
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国产高温螺栓钢粗晶的消除. 张传平，赵中平.动力工程，第5期. 1982
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