CN102061373B - 一种提高高强度特厚板力学性能的热处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高高强度特厚板力学性能的热处理工艺，改善正火高强度特厚板的力学性能、提高特厚板正火的合格率，在特厚板的正火过程中增加水冷工序，用水冷代替空冷进行正火，通过加大正火冷却速度，降低钢板的相变温度，抑制微合金元素碳氮化物的长大，可以得到较少数量的铁素体及较细、较多数量的珠光体组织，而使强度、塑性及低温脆性等均得到改善，从而保证钢板强度，提高钢板的合格率。
Description
技术领域
本发明属于特厚钢板制造技术领域，特别涉及一种提高高强度特厚板力学性能的热处理工艺。
背景技术
微合金特厚钢主要用于桥梁、锅炉、压力容器、船舶等多个领域。钢板控轧控冷时得到的组织通常不均匀，影响材料的使用，特别是厚规格钢板。控轧特厚钢板采用微合金化，可有效提高钢板强度和韧性，改善力学性能，但板厚效应严重。因此需要对较厚的钢板进行正火热处理，以获得最佳的综合性能。正火虽然可以使钢板得到很好的韧性，但是会降低其强度，正火在提高热轧板工艺性能的同时，一般降低屈服强度和抗拉强度20～50MPa，对于控轧控冷钢板严重的可降低80～120MPa，造成正火后钢板强度下降的主要原因是，正火时重新奥氏体化后，晶粒内部位错密度大幅度减小，而晶粒细化产生的强化作用又不能完全弥补损失的位错强化。常规高强度特厚板正火加热后的冷却通常采用空冷冷却方式，导致钢板相变温度较高，铁素体晶粒粗大，钢板的强度大幅度降低，若提高碳当量又会造成焊接适应性变差，甚至不能达到交货标准要求，形成不合格品而使大量的钢板降级改判或判废，造成经济损失和资源浪费。
发明内容
本发明提供一种在提高特厚钢韧性的过程中又提高特厚钢达标率、有效提高钢板强度的提高高强度特厚板力学性能的热处理工艺。
一种提高高强度特厚板力学性能的热处理工艺，包括以下步骤：
a.将轧制后的特厚钢板置于外部机械化炉里进行正火处理，保持炉温于Ac3以上30-50℃；
b.将正火后的特厚钢板按1.8-2.0min/mm保温后出炉；
c.打开淬火水槽上的循环水、高压气，用行车将淬火框架中的特厚钢板放入淬火水槽中水冷处理60～120秒；
d.水冷处理时间到达后，然后迅速吊出，控制出水温度在500-600℃之间，返红温度在650-700℃，空冷结束即可。
本发明为改善正火高强度特厚板的力学性能、提高特厚板正火的合格率，在特厚板的正火过程中增加水冷工序，用水冷代替空冷进行正火，通过加大正火冷却速度，降低钢板的相变温度，抑制微合金元素碳氮化物的长大，可以得到较少数量的铁素体及较细、较多数量的珠光体组织，而使强度、塑性及低温脆性等均得到改善，从而保证钢板强度，提高钢板的合格率。其中钢板入水前，以利于水循环温度均匀及减少钢板表面的蒸气膜，使水以最大限度吸收钢板热量，通过缩短特厚板高温提留时间，使其正火后发生相变，细化晶粒。、中，对微合金特厚钢正火后采用入淬火水槽水冷处理工艺，适当加快钢板的冷却速度，缩短钢板高温停留时间，使其正火后迅速发生相变，细化晶粒，为生产大厚度高强度特厚板提供一种正火工艺，同时本发明也为未上NAC及淬火机项目的特厚板产家提供一种保证特厚度的高强度钢板的生产方法。
具体实施方式
一种提高高强度特厚板力学性能的热处理工艺，包括以下步骤：
a.将轧制后的特厚钢板置于外部机械化炉里进行正火处理，保持炉温于Ac3以上30-50℃；
b.将正火后的特厚钢板按1.8-2.0min/mm保温后出炉；
c.打开淬火水槽上的循环水、高压气，用行车将淬火框架中的特厚钢板放入淬火水槽中水冷处理60～120秒；
d.水冷处理时间到达后，然后迅速吊出，控制出水温度在500-600℃之间，返红温度在650-700℃，空冷结束即可。
具体实施例如下表所示：
表1特厚板正火水冷工艺
| 钢种 | 厚度 | 正火+水冷工艺 |
| Q345D | 250-270mm | 900℃2.0min/mm入水120秒 |
| Q460C、D | 150mm | 900℃2.0min/mm入水120秒 |
| Q345E | 165mm | 900℃2.0min/mm入水60秒 |
| Q460D | 100mm | 900℃2.0min/mm入水100秒 |
这种处理使钢板降温速度比常规淬火慢，但较空冷快，从而有效避免钢板正火后冷却速度较慢导致的晶粒长大，细化晶粒，提高钢板强度；经过水冷处理的钢板实测表面温度处于600-700℃之间，特厚板的板形良好。
正火后以一定速率进行水冷的热处理工艺可以实现高强度特厚板的强度与韧性、塑性的平衡，获得优异的综合力学性能如表2所示。
表2特厚板经本发明方法处理后性能结果
结果表明：本发明实施后，钢板正火经水冷，屈服强度和抗拉强度均未出现明显不达标准现象，而伸长率和冲击功有也符合国家标准要求。钢板较常规正火后的综合性能大幅改善：屈服强度可提高50-80MPa，抗拉强度可提高20-30MPa，钢板的低温韧性和应变时效性均有一定改善，钢板厚度方向不同位置性能差异减少，均匀性提高，微合金钢板经本发明处理后，钢板1/4处和中心处组织均为铁素体和珠光体，晶粒度为9.5-11级。
正火水冷对于提高特厚板的性能，提高产品档次具有重要的意义，具有广阔的应用前景，能保证生产大厚度高强度特厚板的力学性能指标。
Claims (1)
1.一种提高高强度特厚板力学性能的热处理工艺，其特征在于：它包括以下步骤：
a. 将轧制后的Q345D、Q345E、Q460C或Q460D特厚钢板置于外部机械化炉里进行正火处理，保持炉温于Ac3以上30-50℃；
b.将正火后的特厚钢板按1.8-2.0min/mm保温后出炉；
c.打开淬火水槽上的循环水、高压气，用行车将淬火框架中的特厚钢板放入淬火水槽中水冷处理60～120秒；
d.水冷处理时间到达后，然后迅速吊出，控制出水温度在500-600℃之间，返红温度在650-700℃，空冷结束即可。
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| CN102061373A CN102061373A (zh) | 2011-05-18 |
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