CN101724783B

CN101724783B - 一种耐热型合金结构钢板及其生产方法

Info

Publication number: CN101724783B
Application number: CN 200910312233
Authority: CN
Inventors: 王新; 张俊凯; 李建立; 张西忠; 张亚丽; 张仪杰; 何广霞; 秦红新
Original assignee: Wuyang Iron and Steel Co Ltd; Hebei Iron and Steel Group Co Ltd
Current assignee: Wuyang Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2009-12-25
Filing date: 2009-12-25
Publication date: 2013-03-13
Anticipated expiration: 2029-12-25
Also published as: CN101724783A

Abstract

本发明涉及一种耐热型合金结构钢板，由以下重量百分含量的化学成分组成：C0.24-0.28％，Si0.24-0.34％，Mn0.50-0.60％，P≤0.015％，S≤0.005％，Cr1.60-1.70％，Mo0.26-0.34％，V0.15-0.25％，Al0.020-0.045％，其余为Fe和不可避免的杂质。其生产方法包括冶炼、浇铸、加热、轧制、热处理、调质等步骤。采用本发明方法所生产的钢板具有纯净度较高、强度高、良好的机加工性能等特点；且钢板最大厚度可达到150mm。

Description

一种耐热型合金结构钢板及其生产方法

技术领域

本发明涉及一种耐热型合金结构钢板，同时还涉及该钢板的生产方法，属于合金结构钢制造技术领域。

背景技术

耐热钢板广泛应用于石油化工和煤化工设备的耐热部件如化工设备的法兰盘、烟道闸板等部件，该类钢板要求其在较高温度环境下，具有良好的强韧性。长期以来，国内25Cr2MoVA耐热材料选材，只能依赖于锻造件，随着结构件的尺寸大型化，其锻件产品无法满足设计要求的需求，纷纷采用进口钢板，然而进口钢价格普遍很高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐热型合金结构钢板。

本发明的目的还在于提供一种耐热型合金结构钢板的生产方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案在于采用了一种耐热型合金结构钢板，包含以下重量百分含量的化学成分组成：C0.24-0.28％，Si0.24-0.34％，Mn0.50-0.60％，P≤0.015％，S≤0.005％，Cr1.60-1.70％，Mo0.26-0.34％，V0.15-0.25％，Al0.020-0.045％，其余为Fe和不可避免的杂质。

本发明的钢板的化学成分设计是采用Cr-Mn-Mo-V系钢，是通过控轧+回火，生产出钢板的厚度加工范围为8-150mm。本发明中，C 0.24-0.28％：C主要与其他元素形成碳化物，起组织强化和析出强化的作用，提高钢板强度增加；Mn的含量在Mn 0.50-0.60％：Mn主要起固溶强化和降低相变温度提高钢板强度的作用；V为0.15-0.25％：经过控轧后，V的C、N化物析出，强烈提高钢板得强度；Cr的含量在1.60-1.70％：铬能显著提高钢的强度、硬度和耐磨性，同时降低塑性和韧性；Mo的含量在0.26-0.34％：钼存在与于钢的固溶体和碳化物中，有固溶强化作用，并可提高钢的淬透性；杂质元素P、S等含量下线不做限制，在工艺及设备能力下尽可能降低，以达到钢质纯净、力学性能均匀的目的。

本发明的技术方案还在于采用了一种耐热型合金结构钢板的生产方法，包括以下步骤：

冶炼：将钢水先经电炉冶炼，后送入LF精炼炉精炼，精炼完毕后，吊包VD炉真空处理，真空度不大于0.5乇，真空保持时间≥20分钟时破坏真空；所述钢水的成分组分为C0.24-0.28％，Si0.24-0.34％，Mn0.50-0.60％，P≤0.015％，S≤0.005％，Cr1.60-1.70％，Mo0.26-0.34％，V0.15-0.25％，Al0.020-0.045％(各数值为重量百分含量)，其余为Fe和不可避免的杂质；

浇铸：保真空破坏后温度在1540-1550℃，然后采用25.16T扁锭模进行浇铸，要求钢锭必须氩气保护性浇注；

加热：在装钢加热前，钢锭实现温送、温清、温装，并需晾炉30分钟以上，焖钢1小时，然后采用低速烧钢，1000℃以下时升温速度60-120℃/h，最高加热温度1280℃；

轧制：应抢温轧制，开轧温度≥1050℃，尽量增大压下量，前三道每道压下量30-50mm，终轧温度≤950℃，终轧前三道累计变形率应35-45％；

钢板热处理：钢板探伤进行高温回火处理，回火温度为690-710℃，保温系数为4-5min/mm，回火后进行空冷；

试样调质：对回火后钢板进行取样，并将其样坯进行试样调质处理，①试样淬火：加热温度为890-910℃，保温系数为4-5min/mm，保温后及时进行水淬处理；②试样回火：回火温度为630-650℃，保温系数为4-5min/mm，回火后试样空冷。

本发明具有以下优点：①本发明的钢质纯净度高，P≤0.015％，S≤0.005％；②试样调质后强度较高，屈服强度在900MPa以上；③钢板硬度控制准确，具有良好的机加工特性；④钢板最大厚度可达到150mm。

具体实施方式

实施例1

本实施例耐热型合金结构钢板按照下述步骤制备：

1)冶炼：将钢水先经电炉冶炼，后送入LF精炼炉精炼，并喂Al线435米，精炼完毕后，吊包VD炉真空处理。真空度不大于0.5乇，真空保持时间为25分钟时破坏真空；所述钢水是由以下成分组成：C 0.24％，Si 0.30％，Mn 0.56％，P 0.012％，S 0.003％，V 0.17％，Al0.030％，Cr 1.60％，Mo 0.27％，各成分为重量百分含量，余量为铁和不可避免的杂质；

2)浇铸：保真空破坏后温度在1546℃，然后采用25.16T扁锭模进行浇铸，采用了氩气保护性浇注；

3)加热：在装钢加热前，钢锭实现温送、温清、温装，并晾炉38分钟，焖钢1小时；采用低速烧钢，1000℃以下升温速度为105℃/h，最高加热温度1265℃；

4)轧制：开轧温度为1080℃，应抢温轧制，尽量增大压下量，前三道每道压下量为36mm，终轧温度为930℃，终轧前三道累计变形率为37％；

5)钢板热处理：钢板探伤进行高温回火处理，回火温度为697℃，保温系数为4min/mm，回火后进行空冷；

试样调质：对回火后钢板进行取样，并将其样坯进行试样调质处理，①试样淬火：加热温度为905℃，保温系数为4min/mm，保温后及时进行水淬处理；②试样回火：回火温度为649℃，保温系数为4min/mm，回火后试样空冷。

本实施例生产的耐热型合金结构钢板的厚度为20mm，其力学性能如下：①钢板回火硬度244HBW；②试样调质性能：屈服强度1080MPa，抗拉强度：1160MPa，20℃横向冲击：117J。

实施例2

本实施例耐热型合金结构钢板按照下述步骤制备：

1)冶炼：钢水先经电炉冶炼，后送入LF精炼炉精炼，并喂Al线400米。精炼完毕后，吊包VD炉真空处理。真空度不大于0.5乇，真空保持时间为20分钟时破坏真空；所述的钢水是由以下成分组成：C 0.24％，Si 0.24％，Mn 0.50％，P 0.010％，S 0.002％，V 0.15％，Al0.020％，Cr 1.60％，Mo 0.26％，各成分为重量百分含量，余量为铁和不可避免的杂质；

2)浇铸：保真空破坏后温度在1540℃，然后采用25.16T扁锭模进行浇铸，采用了氩气保护性浇注；

3)加热：在装钢加热前，钢锭实现温送、温清、温装，并晾炉30分钟，焖钢1小时；采用低速烧钢，1000℃以下升温速度为60℃/h，最高加热温度1280℃；

4)轧制：开轧温度为1050℃，应抢温轧制，尽量增大压下量，前三道每道压下量为30mm，终轧温度为950℃，终轧前三道累计变形率为35％；

钢板热处理：钢板探伤进行高温回火处理，回火温度为690℃，保温系数为5min/mm，回火后进行空冷；

试样调质：对回火后钢板进行取样，并将其样坯进行试样调质处理，①试样淬火：加热温度为890℃，保温系数为5min/mm，保温后及时进行水淬处理；②试样回火：回火温度为630℃，保温系数为5min/mm，回火后试样空冷。

本实施例生产的耐热型合金结构钢板的厚度为150mm，其力学性能如下：①钢板回火硬度224HBW；②试样调质性能：屈服强度1008MPa，抗拉强度：1095MPa，20℃横向冲击：104J。

实施例3

本实施例耐热型合金结构钢板按照下述步骤制备：

1)冶炼：钢水先经电炉冶炼，后送入LF精炼炉精炼，并喂Al线500米。精炼完毕后，吊包VD炉真空处理。真空度不大于0.5乇，真空保持时间为30分钟时破坏真空；所述的钢水是由以下成分组成：C 0.28％，Si 0.34％，Mn 0.60％，P 0.015％，S 0.005％，V 0.25％，Al0.045％，Cr 1.70％，Mo 0.34％，各成分为重量百分含量，余量为铁和不可避免的杂质；

2)浇铸：保真空破坏后温度在1550℃，然后采用25.16T扁锭模进行浇铸，采用了氩气保护性浇注；

3)加热：在装钢加热前，钢锭实现温送、温清、温装，并晾炉40分钟，焖钢1小时；采用低速烧钢，1000℃以下升温速度为120℃/h，最高加热温度1260℃；

4)轧制：开轧温度为1090℃，应抢温轧制，尽量增大压下量，前三道每道压下量为50mm，终轧温度为900℃，终轧前三道累计变形率为45％；

5)钢板热处理：钢板探伤进行高温回火处理，回火温度为710℃，保温系数为4min/mm，回火后进行空冷；

试样调质：对回火后钢板进行取样，并将其样坯进行试样调质处理，①试样淬火：加热温度为910℃，保温系数为4min/mm，保温后及时进行水淬处理；②试样回火：回火温度为650℃，保温系数为4min/mm，回火后试样空冷。

本实施例生产的耐热型合金结构钢板的厚度为8mm，其力学性能如下：①钢板回火硬度211HBW；②试样调质性能：屈服强度935MPa，抗拉强度：1030MPa，20℃横向冲击：90J。

结果表明，采用本发明的方法所生产的钢板具有纯净度较高、高强度、焊接性能好的特点。

最后所应说明的是：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

1.一种耐热型合金结构钢板，其特征在于：该钢板由以下重量百分含量的化学成分组成：C 0.24-0.28%，Si 0.24-0.34%，Mn 0.50-0.60%，P ≤0.015%，S ≤0.005%，Cr 1.60-1.70%，Mo 0.26-0.34%，V 0.15-0.25%，Al 0.020-0.045%，其余为Fe和不可避免的杂质；采用如下步骤的生产方法制备：

（1）冶炼：将钢水先经电炉冶炼，后送入LF精炼炉精炼，精炼完毕后，吊包VD炉真空处理，真空度不大于66.66Pa（0.5乇），真空保持时间≥20分钟时破坏真空；所述钢水的成分组分为C 0.24-0.28%，Si 0.24-0.34%，Mn 0.50-0.60%，P ≤0.015%，S ≤0.005%，Cr 1.60-1.70%，Mo 0.26-0.34%，V 0.15-0.25%，Al 0.020-0.045%，其余为Fe和不可避免的杂质；

（2）浇铸：保真空破坏后温度在1540-1550℃，然后采用25.16T扁锭模进行浇铸；

（3）加热：采用低速烧钢，1000℃以下时升温速度60-120℃/h，最高加热温度1280℃；

（4）轧制：应抢温轧制，开轧温度≥1050℃，前三道每道压下量30-50mm，终轧温度≤950℃，终轧前三道累计变形率应35-45％；

（5）钢板热处理：钢板探伤进行高温回火处理，回火温度为690-710℃，保温系数为4-5min/mm，回火后进行空冷；

（6）试样调质：对回火后钢板进行取样，并将其样坯进行试样调质处理，①试样淬火：加热温度为890-910℃，保温系数为4-5min/mm，保温后及时进行水淬处理；②试样回火：回火温度为630-650℃，保温系数为4-5min/mm，回火后试样空冷。

2.根据权利要求1所述的一种耐热型合金结构钢板，其特征在于：所述钢板的加工厚度范围为8-150mm。

3.一种如权利要求1所述的耐热型合金结构钢板的生产方法，其特征在于：所述

4.根据权利要求3所述的一种耐热型合金结构钢板的生产方法，其特征在于：所述生产方法步骤（2）中的浇铸要求钢锭必须氩气保护性浇铸。

5.根据权利要求3所述的一种耐热型合金结构钢板的生产方法，其特征在于：所述生产方法步骤（3）的加热，在装钢加热前，钢锭实现温送、温清、温装，并需晾炉、焖钢。