CN101984120B - 一种大厚度临氢12Cr2Mo1R钢板及其热处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大厚度临氢12Cr2Mo1R钢板，是由以下重量百分比的组分组成：C0.12-0.15%，Si≤0.10%，Mn0.50-0.60%，P≤0.008%，S≤0.005%，Cr2.35-2.50%，Mo0.95-1.05%，Al0.020-0.045%，Nb0.013-0.020%，Cu≤0.15%，Sb≤0.003%，Sn≤0.015%，As≤0.016%，O≤0.002%，N≤0.008%，H≤0.0002%，余量为Fe和不可避免的杂质。本发明对国家标准GB713-2008中制定的临氢12Cr2Mo1R钢板标准进行了改进，优化了钢板中各元素组分及配比，使得到的临氢12Cr2Mo1R钢板的厚度在155-170mm范围内，增加了钢板的厚度，同时保证了钢板的各项力学性能满足国家标准713-2008中150mm以下钢板的要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种大厚度临氢12Cr2Mo1R钢板及其热处理工艺，属于钢铁技术领域。
背景技术
临氢12Cr2Mo1R钢板根据国家标准GB713-2008制定，但是国家标准中的临氢12Cr2Mo1R钢板的厚度最大为150mm。然而随着经济与技术的发展，市场对于厚度更大的临氢12Cr2Mo1R钢板也具有很大的需求，特别是大于150mm 的大厚度临氢钢板。然而钢板在向大厚度方向发展时往往会遇到各方面的性能降低的问题，如果在保持现有的配比和工艺的基础上，直接增加钢板的厚度，所得到的大厚度钢板却达不到国家标准GB713-2008制定的性能参数，因此目前的首要任务是优化钢板的元素配比及改进钢板的热处理工艺。
发明内容
本发明的目的是提供一种常温力学性能和高温力学性能较好的大厚度临氢12Cr2Mo1R钢板，钢板的厚度在155-170mm之间。
为了实现以上目的，本发明大厚度临氢12Cr2Mo1R钢板所采用的技术方案是：一种大厚度临氢12Cr2Mo1R钢板，其特征在于：是由以下重量百分比的组分组成：C 0.12-0.15%，Si≤0.10%，Mn 0.50-0.60%，P≤0.008%，S≤0.005%，Cr 2.35-2.50%，Mo 0.95-1.05%，Al 0.020-0.045%，Nb 0.013-0.020%，Cu≤0.15%，Sb≤0.003%，Sn≤0.015%，As≤0.016%，O≤0.002%，N≤0.008%，H≤0.0002%，余量为Fe和不可避免的杂质。
所述钢板的厚度为155-170mm。
本发明的目的还在于提供一种大厚度临氢12Cr2Mo1R钢板的热处理方法，以提高钢板的常温力学性能和高温力学性能。
本发明大厚度临氢12Cr2Mo1R钢板热处理工艺所采用的技术方案是：一种大厚度临氢12Cr2Mo1R钢板的热处理工艺，其步骤如下：
1）正火处理：轧制后的钢板进行正火处理，正火温度为930±10℃，保温时间为（2min/mm+70min）±20min；
2）水冷处理：将正火后的钢板用淬火机分段冷却进行水冷；
3）回火处理：将冷却后的钢板进行回火处理，回火温度为720±10℃，保温时间为3.5±0.5min/mm。
步骤2）所述冷却处理，采用的冷却水量为6600±200m3/h。
步骤2）所述冷却处理，采用高压水和低压水分段冷却，首先进行高压水冷却，水压为9-12bar，水量为3600±100 m3/h，然后进行低压水冷，水压为5-7bar，水量为3000±100 m3/h。
所述钢板冷却处理时的行进速度为2-4m/min。
本发明的临氢12Cr2Mo1R钢板中，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，使钢板强度增加；Si在炼钢过程中作为还原剂和脱氧剂，对钢板的强度和耐磨性有一定的贡献；Mn主要起固溶强化和降低相变温度，提高钢板强度的作用；Al在炼钢过程中作为脱氧剂，同时可以细化晶粒、提高钢板的强度和硬度；Nb可通过控轧工艺实现钢板结晶强化，以达到提高钢板再结晶温度，加热固溶Nb阻止奥氏体晶粒长大，冷却时高温析出Nb的C、N化物；Cu对钢板的耐腐蚀性、耐候性有一定的贡献，但还会引起钢的蓝脆现象，此处即作为杂质元素进行上限限制，防止蓝脆现象的产生；Cr可使C曲线右移，提高钢板的淬透性，并且通过固溶以提高钢板强度；Mo主要起提高淬透性以及抗回火稳定性的作用；杂质元素P、S、O、N、H、As、Sn、Sb等含量均有上限要求下限不做限制，在工艺设备能力下尽可能降低，以达到钢质纯净、力学性能均匀目的。
本发明对国家标准GB713-2008中制定的临氢12Cr2Mo1R钢板标准进行了改进，优化了钢板中各元素组分及配比，使得到的临氢12Cr2Mo1R钢板的厚度在155-170mm范围内，增加了钢板的厚度，同时保证了钢板的各项力学性能满足国家标准GB713-2008中150mm以下钢板的要求。另外本发明对钢板进行的热处理工艺进行改进，优化了正火和回火温度及保温时间，使得经本发明热处理后钢板的力学性能得到了进一步的提高，而且还具有很好的高温力学性能，能够满足国家标准GB713-2008中150mm以下钢板的高温力学性能的要求，得到了很好的技术效果。
具体实施方式
实施例1
本实施例的大厚度临氢12Cr2Mo1R钢板，是由以下重量百分比的组分组成：C 0.12%，Si 0.05%，Mn 0.50%，P 0.004%，S 0.004%，Cr 2.42%，Mo 0.95%，Al 0.045%，Nb 0.017%，Cu 0.09%，Sb 0.001%，Sn 0.012%，As 0.010%，O 0.001%，N 0.006%，H 0.0001%，余量为Fe和不可避免的杂质。钢板的厚度为155mm。
本实施例的热处理工艺如下：
1）正火处理：轧制后的钢板进行正火处理，正火温度为930℃，保温时间为2min/mm（每毫米钢板厚度）+90min；
2）水冷处理：将正火后的钢板用淬火机进行水冷，采用高压水和低压水分段冷却，首先进行高压水冷却，水压为9bar，水量为3700m3/h，然后进行低压水冷，水压为6bar，水量为3100m3/h，钢板冷却处理时的行进速度为3m/min；
3）回火处理：将冷却后的钢板进行回火处理，回火温度为730℃，保温时间为3.5min/mm。
实施例2
本实施例的大厚度临氢12Cr2Mo1R钢板，是由以下重量百分比的组分组成：C 0.13%，Si 0.08%，Mn 0.55%，P 0.003%，S 0.002%，Cr 2.35%，Mo 1.05%，Al 0.020%，Nb 0.020%，Cu 0.15%，Sb 0.001%，Sn 0.010%，As 0.010%，O 0.001%，N 0.004%，H 0.0001%，余量为Fe和不可避免的杂质。钢板的厚度为163mm。
本实施例的热处理工艺如下：
1）正火处理：轧制后的钢板进行正火处理，正火温度为940℃，保温时间为2min/mm（每毫米钢板厚度）+70min；
2）水冷处理：将正火后的钢板用淬火机进行水冷，采用高压水和低压水分段冷却，首先进行高压水冷却，水压为12bar，水量为3600m3/h，然后进行低压水冷，水压为5bar，水量为2900m3/h，钢板冷却处理时的行进速度为3m/min；
3）回火处理：将冷却后的钢板进行回火处理，回火温度为720℃，保温时间为4.0min/mm。
实施例3
本实施例的大厚度临氢12Cr2Mo1R钢板，是由以下重量百分比的组分组成：C 0.15%，Si 0.10%，Mn 0.60%，P 0.005%，S 0.003%，Cr 2.50%，Mo 1.00%，Al 0.037%，Nb 0.013%，Cu 0.12%，Sb 0.002%，Sn 0.009%，N 0.004%，余量为Fe和不可避免的杂质。钢板的厚度为170mm。
本实施例的热处理工艺如下：
1）正火处理：轧制后的钢板进行正火处理，正火温度为960℃，保温时间为2min/mm（每毫米钢板厚度）+50min；
2）水冷处理：将正火后的钢板用淬火机进行水冷，采用高压水和低压水分段冷却，首先进行高压水冷却，水压为10bar，水量为3500m3/h，然后进行低压水冷，水压为7bar，水量为3000m3/h，钢板冷却处理时的行进速度为4m/min；
3）回火处理：将冷却后的钢板进行回火处理，回火温度为710℃，保温时间为3.0min/mm。
分别对实施例1-3的钢板在模拟焊后进行力学性能测试，具体见表1和表2。
表1 正火+回火+模拟焊后力学性能
表2 正火+回火+模拟焊后+高温拉伸力学性能
由表1、2可以看出，本发明的临氢12Cr2Mo1R钢板的常温力学性能和高温力学性能，远远高于国家标准GB713-2008中150mm以下厚度钢板制定的要求，而且本发明的临氢12Cr2Mo1R钢板的厚度在155-170mm，高于国家标准GB713-2008中最高的150mm厚度，满足了市场对大厚度临氢12Cr2Mo1R钢板的需求。
Claims (3)
1.一种大厚度临氢12Cr2Mo1R钢板，其特征在于：是由以下重量百分比的组分组成：C 0.12-0.15%，Si≤0.10%，Mn 0.50-0.60%，P≤0.008%，S≤0.005%，Cr 2.35-2.50%，Mo 0.95-1.05%，Al 0.020-0.045%，Nb 0.013-0.020%，Cu≤0.15%，Sb≤0.003%，Sn≤0.015%，As≤0.016%，O≤0.002%，N≤0.008%，H≤0.0002%，余量为Fe和不可避免的杂质；并采用如下步骤的热处理工艺：
1）正火处理：轧制后的钢板进行正火处理，正火温度为930±10℃，保温时间为（2min/mm+70min）±20min；
2）水冷处理：将正火后的钢板用淬火机分段冷却进行水冷，采用的冷却水量为6600±200m3/h，具体为首先进行高压水冷却，水压为9-12bar，水量为3600±100 m3/h，然后进行低压水冷，水压为5-7bar，水量为3000±100 m3/h；
3）回火处理：将冷却后的钢板进行回火处理，回火温度为720±10℃，保温时间为3.5±0.5min/mm；
所述钢板的厚度为155-170mm。
2.一种如权利要求1所述大厚度临氢12Cr2Mo1R钢板的热处理工艺，其特征在于：其步骤如下：
1）正火处理：轧制后的钢板进行正火处理，正火温度为930±10℃，保温时间为（2min/mm+70min）±20min；
2）水冷处理：将正火后的钢板用淬火机分段冷却进行水冷，采用的冷却水量为6600±200m3/h，具体为首先进行高压水冷却，水压为9-12bar，水量为3600±100 m3/h，然后进行低压水冷，水压为5-7bar，水量为3000±100 m3/h；
3）回火处理：将冷却后的钢板进行回火处理，回火温度为720±10℃，保温时间为3.5±0.5min/mm；
所述钢板的厚度为155-170mm。
3.根据权利要求2所述的热处理工艺，其特征在于：所述钢板冷却处理时的行进速度为2-4m/min。
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