CN102409254A - 一种压力容器用钢板的热处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种压力容器用钢板的热处理方法，它包括下述依次的步骤：I钢板成分的重量百分比为：C：0.09～0.11、Si：0.20～0.35、Mn：1.40～1.55、P：≤0.015、S≤0.004、Ni：0.20～0.40、Cr：0.05～0.10、Mo：0.12～0.15、V：0.04～0.06、Ti：0.010～0.025、Nb：0.020～0.040；II钢板加热方法加热910～960℃，保温1.5～2.5Min/mm；III钢板出炉至淬火机时间钢板出炉被托出为30～50秒，辊速为0.40～1.0m/s，从出炉至淬火时间120～180秒；IV淬火参数上水量高压80～200m3/h，下水量高压120～300m3/h，水比为1.3～2.0；V钢板回火回火630～660℃，保温50～70分钟。本发明的热处理的钢板头部和尾部力学性能均匀，均为贝氏体。

Description

一种压力容器用钢板的热处理方法
技术领域
一种压力容器用钢板的热处理方法。
背景技术
厚度≥20mm、长度≥13000mm以上压力容器用钢板的热处理方法是钢在室状炉淬火时，采用930℃淬火，650℃回火工艺后，钢板头部与尾部抗拉强度相差70～100MPa，为了解决钢板头尾力学性能均匀性，进行了各种室状炉热处理工艺研究。
发明内容
为了克服现有压力容器用钢板的热处理方法的上述不足，本发明提供一种压力容器用钢板的热处理方法，用本方法热处理的钢板头部和尾部力学性能均匀，钢板头部和尾部性能波动在0～20MPa，组织均匀、稳定，均为贝氏体。
本发明主要是解决厚度20mm-40mm、长度13000-15000mm压力容器用钢在室状炉淬火+回火后，钢板头尾性能波动大的问题。
本压力容器用钢板的热处理方法包括下述依次的步骤：
I  适用的钢板的成分的重量百分比为：C：0.09～0.11、Si：0.20～0.35、Mn：1.40～1.55、P：≤0.015、S≤0.004、Ni：0.20～0.40、Cr：0.05～0.10、Mo：0.12～0.15、V：0.04～0.06、Ti：0.010～0.025、Nb：0.020～0.040；其余为Fe与不可避免的杂质。
II  钢板加热方法
该钢种Ac3为875℃-885(亚共板钢的奥氏体化温度线)，淬火加热奥氏体化温度为910℃-920℃，考虑到该钢种加Nb为0.020～0.040％，实际加热温度可以在910～960℃。保温时间按1.5～2.5Min/mm。
III钢板出炉至淬火机时间
由于钢板长达13000mm以上，为了减小钢板头部和尾部的散热量，钢板出炉时间要求尽量短，钢板出炉被托出时间要求在30～50秒。钢板从加热炉被托出送至辊道后，为了最大限度降低热量损失，要求尽量提高辊道速度，快速送钢板至淬火机，辊速为0.40～1.0m/s。从出炉至淬火时间要求在120～180秒。
IV淬火参数
上水量高压80～200m3/h，下水量高压120～300m3/h，水比为1.3～2.0，钢板头部淬火温度比尾部淬火温度高0～40℃。
V钢板回火
为了获得良好的综合力学性能，该钢种经淬火后，采用高温回火工艺，根据淬火工艺的不同，回火加热温度为630～660℃，保温时间为50～70分钟。
生产企业还要进行性能检测。
钢板淬火+回火后，从钢板的头部、尾部各取拉伸、金相组织进行检测。
本压力容器用钢板的热处理方法通过提高加热温度，通过大幅缩短钢板出炉至淬火时间，确保钢板头部、尾部在淬火时具有相近的淬火温度，获得相同的组织，最终钢板的头部、尾部力学性能均匀，钢板头部与尾部抗拉强度相差0～20Mpa，组织均匀、稳定，均为贝氏体。解决了厚度20mm-40mm、长度13000-15000mm压力容器用钢在室状炉淬火+回火后，钢板头尾性能波动大的技术难题。
具体实施方式
下面结合实施例详细说明本发明的具体实施方式，但本发明的具体实施方式不局限于下述的实施例。
实施例一
本实施例的压力容器用钢板的厚度32mm，宽度2400mm，长度14500mm。
本实施例的热处理方法包括下述依次的步骤：
I  本实施例的钢板的成分的重量百分比为：
C：0.10、Si：0.25、Mn：1.50、P：0.008、S：0.003、Ni：0.30、Cr：0.07、Mo：0.15、V：0.05、Ti：0.020、Nb：0.025；其余为Fe与不可避免的杂质。
II  钢板加热方法
该钢种加热温度为960℃，保温时间2.0Min/mm。
III钢板出炉至淬火机时间
运输钢板辊道辊速为1.0m/s，从出炉至淬火机时间共为120秒。
IV淬火参数
上水量高压200m3/h，下水量高压300m3/h，水比为1.5。钢板头部淬火温度为860℃，尾部淬火温度为830℃(测温枪测温)。
V钢板回火
回火加热温度为640℃，保温时间为50分钟。
VI性能检测
从钢板的头部、尾部各取拉伸、金相组织进行检测。
实施例二
本实施例的压力容器用钢板的厚度21.5mm，宽度2400mm，长度15000mm。
本实施例的热处理方法包括下述依次的步骤：
I  本实施例的钢板的成分的重量百分比为：
C：0.09、Si：0.25、Mn：1.52、P：0.008、S：0.002、Ni：0.31、Cr：0.07、Mo：0.15、V：0.05、Ti：0.015、Nb：0.020；其余为Fe与不可避免的杂质。
II  钢板加热方法
该钢种AC3为960℃，保温时间2.0Min/mm。
III钢板出炉至淬火机时间
运输钢板辊道辊速为1.0m/s，从出炉至淬火机时间共为115秒。
IV淬火参数
上水量高压160m3/h，下水量高压240m3/h，水比为1.5。钢板头部淬火温度为855℃，尾部淬火温度为835℃(测温枪测温)。
V钢板回火
回火加热温度为630℃，保温时间为50分钟。
VI性能检测
从钢板的头部、尾部各取拉伸、金相组织进行检测。
上述两个实施例的性能检测结果见表1。
表1
  实施例   厚度/mm   状态   Rel/MPa   Rm/MPa   A/％
  实施例1-头   32   回火   658   710   21.0
  实施例1-尾   32   回火   645   700   19.0
  实施例2-头   21.5   回火   610   660   19.0
  实施例2-尾   21.5   回火   620   665   19.0
钢板经淬火、回火后，钢板头部和尾部力学性能均匀，钢板头部和尾部性能波动在0～20MPa，组织均匀、稳定，均为贝氏体。

Claims (1)

1.一种压力容器用钢板的热处理方法，它包括下述依次的步骤：
I  适用的钢板的成分的重量百分比为：
C：0.09～0.11、Si：0.20～0.35、Mn：1.40～1.55、P：≤0.015、S≤0.004、Ni：0.20～0.40、Cr：0.05～0.10、Mo：0.12～0.15、V：0.04～0.06、Ti：0.010～0.025、Nb：0.020～0.040；其余为Fe与不可避免的杂质；
II  钢板加热方法
加热温度在910～960℃，保温时间按1.5～2.5Min/mm；
III钢板出炉至淬火机时间
钢板出炉被托出时间要求在30～50秒，钢板从加热炉被托出送至辊道后，辊速为0.40～1.0m/s，从出炉至淬火时间要求在120～180秒；
IV淬火参数
上水量高压80～200m3/h，下水量高压120～300m3/h，水比为1.3～2.0，钢板头部淬火温度比尾部淬火温度高0～40℃；
V钢板回火
回火加热温度为630～660℃，保温时间为50～70分钟。
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US20100236668A1 (en) * 2006-07-04 2010-09-23 Takuya Hara High strength steel pipe for line pipe superior in low temperature toughness and high strength steel plate for line pipe and methods of production of the same
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