CN105385822A - 打破大型p91/p92材质锻件组织遗传，细化晶粒的热处理方法 - Google Patents

打破大型p91/p92材质锻件组织遗传，细化晶粒的热处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种打破大型P91和/或P92材质锻件组织遗传，细化晶粒的热处理方法，大型P91和/或P92材质锻件锻造后,在终锻温度状态下直接进热处理炉在720±10℃保温2小时，热处理炉炉温冷至660±10℃保温4小时，再升温至720±10℃保温18—24小时，炉温冷到200℃以下，出炉在空气中冷却，进行最终性能热处理，正火温度1040-1080℃,回火温度为730-790℃，热处理后进行机械性能实验，检验晶粒度，金相组织晶粒度≥4级为合格锻件；晶粒粗大或混晶锻件再重新热处理。采用本发明可生产出满足高容量电站锅炉承压部件技术要求的大型P91和/或P92材质后壁无缝钢管锻件，且处理过程操控性强。

Description

打破大型P91/P92材质锻件组织遗传，细化晶粒的热处理方法
技术领域
本发明属金属热处理领域，具体涉及一种打破大型P91/P92材质锻件组织遗传细化晶粒的热处理方法。
背景技术
P91/P92钢是广泛用于高容量电站、锅炉承压部件耐热钢。大型P91/P92材质后壁无缝钢管锻件在锻造过程中抗变形阻力大，变形不均匀，极易造成晶粒粗大或混晶，且有极强的组织遗传性，后续热处理及最终热处理很难消除组织遗传，最终造成产品晶粒粗大或混晶。
发明内容
本发明的目的是针对上述现状，旨在提供一种能打破大型P91/P92材质锻件组织遗传，细化晶粒的热处理方法，且热处理过程操控性强。
本发明目的的实现方式为，打破大型P91/P92材质锻件组织遗传细化晶粒的热处理方法，大型P91和/或P92材质锻件锻造完成后,在终锻温度状态下直接进热处理炉在720±10℃保温2小时，热处理炉炉温冷至660±10℃保温4小时，再升温至720±10℃保温18—24小时，热处理炉炉温冷到200℃以下，出炉空冷，在空气中冷却，进行最终性能热处理，正火温度1040-1080℃,回火温度为730-790℃，热处理后进行机械性能实验，检验大型P91和/或P92材质后壁无缝钢管锻件晶粒度。
本发明有效解决了大型P91/P92材质锻件易出现晶粒粗大的难题，采用本发明可生产出满足高容量电站、锅炉承压部件技术要求的大型P91/P92材质锻件，且处理过程操控性强。
图1是大型P91和/或P92材质锻件锻后退火热处理曲线。
图2是晶粗或混晶大型P91和/或P92材质锻件等温退火及性能热处理曲线。
具体实施方式
本发明是，大型P91和/或P92材质锻件锻造完成后,出炉有先后，先出炉的大型P91和/或P92材质锻件在终锻温度状态下直接进热处理炉待料，待料温度为720±10℃，依此而行，直至最后的大型P91和/或P92材质后壁无缝钢管锻件出炉后，在终锻温度状态下直接进热处理炉在720±10℃保温2小时，热处理炉炉温冷至660±10℃保温4小时，再升温至720±10℃保温18—24小时，热处理炉炉温冷到200℃以下，出炉空冷，在空气中冷却，进行最终性能热处理，正火温度1040-1080℃,回火温度为730-790℃。热处理后进行机械性能实验，金相组织晶粒度≥4级为合格锻件(见图1)；金相组织晶粒度≤4级为晶粒粗大，金相组织晶粒度x％(1-3)+y％(4-7)(xy为10-90)为混晶，晶粒粗大或者混晶均为不合格锻件，需要重新热处理。
本发明重在打破组织遗传，利用锻件终锻温度奥氏体化后等温退火避免大型锻件形成粗大晶粒；对个别晶粒粗大或混晶锻件高温正火使锻件重新奥氏体化后等温退火可以细化晶粒。
下面用具体实施例详述本发明：
实例1:
有6支P91和P92材质锻件同炉，其中有4支毛坯尺寸规格为φ1010×85≥5400大型P91材质锻件,2支毛坯尺寸规格为φ853×91.5≥6000大型P92材质锻件。锻造完成后,先出炉的在终锻温度状态下直接进热处理炉待料，待料温度为720±10℃，依次而行，直至最后的大型P91和P92材质锻件出炉后，在终锻温度状态下直接进热处理炉在720±10℃保温2小时，热处理炉炉温冷至660±10℃保温4小时，再升温至720±10℃保温18—24小时，热处理炉炉温冷到200℃以下，出炉，在空气中冷却，进行最终性能热处理，正火温度1040-1080℃,回火温度为730-790℃，实验性能结果：一支P91锻件晶粒度为2级，一支P92锻件晶粒度为30％3+70％6级，其余的晶粒度为4.5-6级之间，符合生产厂家的技术要求。
经查证，发现这两支锻件因行车设备故障未能及时进炉退火所致。
实例2、同实施例1，不同的是，
有5支毛坯尺寸规格为φ1000×125≥5250大型P91材质锻件按本发明进行热处理。其中一支大型P91材质锻件因过跨平车设备故障未能及时进炉退火，热处理后实验性能结果：该支晶粒度为2级，不满足厂家≥4级的技术要求,其余的晶粒度为4-6级之间，符合生产厂家的技术要求。
实例3、同实施例1，不同的是，
有4支毛坯尺寸规格为φ853×91.5≥6000大型P92材质锻件按本发明进行热处理。实验性能结果：一支晶粒度为3.5级，不满足生产厂家的技术要求≥4级，其余的晶粒度为4-6级之间，符合生产厂家的技术要求。
实例4、
将晶粒度为2级—3.5级不合格的3支大型P91材质锻件，混晶为20％2+80％6的1支大型P91材质锻件，混晶为30％3+70％6的1支大型P92材质锻件进炉，先加热到960±10℃保温4小时，炉冷至770±10℃保温20小时，再炉冷到500±10℃保温3小时，然后再根据技术要求进行相应的性能热处理，正火温度1040-1080℃,回火温度为730-790℃。机械性能实验结果：4支大型P91材质锻件的晶粒度均为6级，1支大型P92材质锻件的晶粒度为5级，全部满足厂家的技术要求。
机械性能实验检验后晶粒粗大或混晶的大型P91和/或P92材质锻件再集中加热到960±10℃保温4小时，炉温冷至770±10℃保温20小时，再炉温冷至500±10℃保温3小时，进行性能热处理，正火温度1040-1080℃,回火温度为730-790℃，热处理后进行机械性能实验，细化晶粒效果明显，锻件晶粒度全部达到5级及以上(见图2)，满足技术要求产品晶粒度全部合格。
凡混晶或者晶粒度不合格的大型P91和/或P92材质锻件经过本方法热处理后，晶粒度全部合格，能满足生产厂家的技术要求。

Claims (3)

1.打破大型P91和/或P92材质锻件组织遗传，细化晶粒的热处理方法，其特征在于：大型P91和/或P92材质锻件锻造完成后,在终锻温度状态下直接进热处理炉在720±10℃保温2小时，热处理炉炉温冷至660±10℃保温4小时，再升温至720±10℃保温18—24小时，热处理炉炉温冷到200℃以下，出炉，在空气中冷却，进行最终性能热处理，正火温度1040-1080℃,回火温度为730-790℃，热处理后进行机械性能实验，检验大型P91和/或P92材质锻件晶粒度。
2.根据权利要求1所述的打破大型P91和/或P92材质锻件组织遗传，细化晶粒的热处理方法，其特征在于：大型P91和/或P92材质锻件锻造完成后,先出炉的大型P91和/或P92材质锻件在终锻温度状态下直接进热处理炉待料，待料温度为720±10℃，依此而行，直至最后的大型P91和/或P92材质锻件出炉后，在终锻温度状态下直接进热处理炉在720±10℃保温2小时。
3.根据权利要求1所述的打破大型P91和/或P92材质锻件组织遗传，细化晶粒的热处理方法，其特征在于：机械性能实验检验后的晶粒粗大或混晶大型P91和/或P92材质锻件再集中加热到960±10℃保温4小时，炉温冷至770±10℃保温20小时，再炉温冷至500±10℃保温3小时，进行性能热处理，正火温度1040-1080℃,回火温度为730-790℃，热处理后进行机械性能实验。
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