CN110093556A - 一种封头用12Cr2Mo1R钢板及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种封头用12Cr2Mo1R钢板及其生产方法，钢板的化学成分组成及质量百分含量为：C：0.11～0.13%，Si：0.06～0.08%，Mn：0.40～0.60%，P：0.007～0.009%，S≤0.004%，Cr：2.2～2.5%，Mo：1.00～1.10%，Ni：0.10～0.20%，Nb≤0.05%，Cu≤0.20%，Sb≤0.003%，Sn≤0.01%，As≤0.01%，余量为Fe和不可避免的杂质；生产方法包括冶炼、连铸、加热、轧制、热处理、试样加工及热处理工序。本发明解决了12Cr2Mo1R钢板易出现表面裂纹、硬度偏高、加工易开裂的难题，同时保证了成型后钢板的综合性能。

Description

一种封头用12Cr2Mo1R钢板及其生产方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种封头用12Cr2Mo1R钢板及其生产方法。
背景技术
12Cr2Mo1R钢板(美标SA387Gr22，欧标13CrMo9-10)具有更高的强度和较好的高温蠕变性能，能够满足压力容器更高使用温度和轻量化的要求，因此在石化加氢设备上应用越来越广泛。
目前12Cr2Mo1R封头钢板一般宽度较宽(宽度≥3000mm)，且主要用于临氢设备封头的制造。临氢设备钢板一般要求具有较为复杂的力学性能，因此钢板实际生产中一般需要采用正火(加速冷却)+回火的工艺进行生产，但由于封头钢板宽度较宽，且热处理过程复杂，采用常规的正火加速冷却处理会给钢板生产厂家带来较大的生产难度。
该类钢板在交付最终用户前一般需要运至专用封头厂进行热压，同时后续封头厂一般针对钢板还需要重新进行热成型处理，将钢板原始组织重新奥氏体化，随后重新进行保证力学性能的相关热处理。由于设备最终的力学性能是由封头制造厂进行的热处理决定，如果前期钢厂可以采用试样进行热处理并模拟钢板的热成型及热处理过程，并将模拟执行的热处理工艺给封头厂提供参考，将大大简化钢厂的生产工艺，同时还可以保证封头用钢板的最终性能及其成型性能，这也将是最优化的工艺方案。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种封头用12Cr2Mo1R钢板；同时本发明还提供了一种封头用12Cr2Mo1R钢板的生产方法。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种封头用12Cr2Mo1R钢板，所述钢板的化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.11～0.13％，Si：0.06～0.08％，Mn：0.40～0.60％，P：0.007～0.009％，S≤0.004％，Cr：2.2～2.5％，Mo：1.00～1.10％，Ni：0.10～0.20％，Nb≤0.05％，Cu≤0.20％，Sb≤0.003％，Sn≤0.010％，As≤0.010％，余量为Fe和不可避免的杂质。
本发明所述钢板的厚度为8～200mm。
本发明所述钢板轧制+回火交货状态下的硬度值满足布氏硬度≤225HB；交货态钢板经模拟焊后热处理后的力学性能满足：Rp0.2：310～517MPa，Rm：520～680MPa，A≥19.0％，-10℃下Kv2≥54J，布氏硬度≤225HB。
本发明还提供了一种封头用12Cr2Mo1R钢板的生产方法，所述生产方法包括冶炼、连铸、加热、轧制、热处理、试样加工及热处理工序；所述轧制工序，采用直接热轧工艺，道次压下量控制在8～10％，终轧温度910～930℃，轧后直接执行堆垛工艺，堆垛时间≥24h，确保堆垛后钢板温度30～100℃；所述热处理工序，采用轧后直接回火工艺，回火温度为720～730℃，回火保温时间为2*t分钟，保温后空冷制得成品钢板，所述t为成品钢板的毫米厚度。
本发明所述冶炼工序，采用电弧炉或转炉进行冶炼，当钢液温度达到1600～1605℃时出钢；出钢钢水送入LF精炼炉内精炼1～1.5h，采用电石和碳粉进行弱脱氧，随后采用喂Al线深脱氧的方式进行脱氧，随后加入合金并根据脱S情况，微调Mn、Mo、Ni、Cr、V含量，达到目标成分要求，LF精炼后VD炉抽真空处理30～40min后进入连铸工序。
本发明所述连铸工序，冶炼后钢水连铸为钢坯，钢坯化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.11～0.13％，Si：0.06～0.08％，Mn：0.40～0.60％，P：0.007～0.009％，S≤0.004％，Cr：2.2～2.5％，Mo：1.00～1.10％，Ni：0.10～0.20％，Nb≤0.05％，Cu≤0.20％，Sb≤0.003％，Sn≤0.010％，As≤0.010％，余量为Fe和不可避免的杂质。
本发明所述加热工序，钢坯装入连续炉后执行预热工艺，装钢温度≤100℃，在700～800℃停留30～40min；随后直接进入高温区，均热温度为1230～1270℃停留3～5h。
本发明所述试样加工及热处理工序，将热处理后成品钢板采用火焰切割的方法抠取纵向200mm×横向300mm的试样，然后装入箱式电阻炉中进行热成型、正火、回火处理，试样执行完热成型、正火、回火处理后进行模拟焊后热处理。
本发明所述试样加工及热处理工序，包括热成型、正火、回火处理；所述热成型工艺为：保温温度930～940℃，保温时间为1*t分钟，试样保温时间到后直接出炉空冷；所述正火工艺为：保温温度910～930℃，保温时间为2*t分钟，试样保温时间到后直接入水槽进行加速冷却至室温；所述回火工艺为：保温温度720～730℃，保温时间为2*t分钟，试样保温时间到后直接出炉在空气中自然冷却；所述t为试样的毫米厚度。
本发明化学成分作用机理：
本发明所述铬钼钢钢板牌号为12Cr2Mo1R，其成分中主要的合金元素是铬和钼。
铬是耐热钢及合金中极重要的合金元素，可以提高钢的强度和硬度，稳定碳化物，阻止碳化物分解，减弱碳在铁素体中的扩散作用，使碳化物的聚集速度降低。不利方面：铬显著提高钢的韧脆转变温度，铬能促进钢的回火脆性。
钼对铁素体有固溶强化作用，同时也能提高碳化物的稳定性，因此对钢的强度产生有利作用；钼缩小γ-Fe相区，扩大α-Fe相区，又是强碳化物形成元素，是提高热强性最有效的合金元素，固溶到基体金属中显著地抑制铁的自扩散，提高钢的再结晶温度，强烈提高铁素体对蠕变的抗力，有效地抑制450-600℃下渗碳体的聚集，促进弥散状的特殊碳化物析出，起到强化作用；钼形成性质优异的细小碳化物可改善钢在高温高压下抗氢腐蚀作用，钼能大大提高钢的淬透性，而且消除钢的热脆性和回火脆性。不良作用在于使低合金钼钢发生石墨化倾向。
考虑到模焊过程中合金元素以碳化物的形式析出，降低该钢的固溶强化效果，使钢板最大模焊热处理过程的室温及高温强度富余量变小，考虑到Si、P等具有明显的固溶强化作用，因此在保证钢板抗脆化性能的同时，适当控制Si、P等固溶强化元素含量保证钢板模焊后的强度。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本发明采用电炉或转炉冶炼方式冶炼，后期采用LF炉精炼+VD炉真空脱气，同时采用了弱脱氧+深脱氧结合的方式控制钢中氧含量，P、S等杂质有害元素含量低，钢质纯净。2、本发明采用热轧+回火的热处理工艺解决了钢板硬度偏高、成型性能差的难题，且轧制工艺简单，易于操作，适合于有淬火机、常化炉、外机炉、车底炉的普通钢铁厂生产，同时针对钢板试样进行了热成型+正火+回火处理，为后续封头厂执行的热处理提供了数据参考，保证封头钢板成型后的力学性能。3、本发明生产的12Cr2Mo1R钢板轧制+回火交货状态下的硬度值满足布氏硬度≤225HB；交货态钢板经热成型+正火+回火处理后模拟焊后热处理后的力学性能满足：Rp0.2：310～517MPa，Rm：520～680MPa，A≥19.0％，-10℃下Kv2≥54J，布氏硬度≤225HB，力学性能符合标准要求，强度，硬度较低。4、本发明封头用12Cr2Mo1R钢板满足了钢板交货状态下较低硬度的需求，可降低焊接时产生裂纹的风险，能够有效降低设备制造厂制造的难度；冷弯性能好，材料制作时不开裂，钢板板型良好，可广泛用于加氢反应器等设备上；同时本发明简化了封头用钢板的生产工艺流程，同时最大程度保证了后续钢板的综合性能。
附图说明
图1是实施例1钢板最大模拟焊后的头部厚度中心处组织图；
图2是实施例2钢板最大模拟焊后的头部厚度中心处组织图；
图3是实施例3钢板最大模拟焊后的头部厚度中心处组织图；
图4是实施例4钢板最大模拟焊后的头部厚度中心处组织图；
图5是实施例5钢板最大模拟焊后的头部厚度中心处组织图；
图6是实施例6钢板最大模拟焊后的头部厚度中心处组织图；
图7是实施例7钢板最大模拟焊后的头部厚度中心处组织图；
图8是实施例8钢板最大模拟焊后的头部厚度中心处组织图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
本实施例封头用12Cr2Mo1R钢板厚度为8mm，其化学成分组成及质量百分含量见表17。
本实施例封头用12Cr2Mo1R钢板的生产方法包括冶炼、连铸、加热、轧制、热处理、试样加工及热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
(1)冶炼工序：采用电弧炉或转炉进行冶炼，当钢液温度达到1600℃时出钢；出钢钢水送入LF精炼炉内精炼1h，采用电石和碳粉进行弱脱氧，随后采用喂Al线深脱氧的方式进行脱氧，随后加入合金并根据脱S情况，微调Mn、Mo、Ni、Cr、V含量，达到目标成分要求，LF精炼后VD炉抽真空处理30min后进入连铸工序；
(2)连铸工序：冶炼后钢水连铸为钢坯，钢坯化学成分组成及其质量百分含量同表17；
(3)加热工序：钢坯装入连续炉后执行预热工艺，装钢温度90℃，在720℃停留30min；随后直接进入高温区，均热温度为1235℃停留3h；
(4)轧制工序：采用直接热轧工艺，道次压下量9％，终轧温度910℃，轧后直接执行堆垛工艺，堆垛时间24h，确保堆垛后钢板温度100℃；
(5)热处理工序：采用轧后直接回火工艺，回火温度为730℃，回火保温时间为16min，保温后空冷制得成品钢板，钢板轧制+回火交货状态下的硬度值为204HB；
(6)试样加工及热处理工序：将热处理后成品钢板采用火焰切割的方法抠取纵向200mm×横向300mm的试样，然后装入箱式电阻炉中进行热成型+正火+回火处理，热成型工艺为：保温温度931℃，保温时间为8min，试样保温时间到后直接出炉空冷；正火工艺为：保温温度917℃，保温时间为16min，试样保温时间到后直接入水槽进行加速冷却至室温；回火工艺为：保温温度721℃，保温时间为16min，试样保温时间到后直接出炉在静止空气中冷却；试样执行完热成型+正火+回火处理后进行模拟焊后热处理。
本实施例封头用钢板理化性能检验所用试样的模拟焊后热处理工艺：最小模拟焊后(Min.PWHT)热处理条件为690℃×6h，最大模拟焊后(Max.PWHT)热处理条件为690℃×26h；钢板模拟焊后热处理后的理化性能检验结果见表1和表2，钢板最大模拟焊后的头部厚度中心处组织图见图1。
表1实施例1钢板经模拟焊后热处理后的力学性能(板厚1/2)
表2实施例1钢板最大模焊组织和夹杂物分析结果
由表1、表2和图1可以看出，钢板经模拟焊后热处理后的力学性能符合标准要求，塑韧性好；晶粒极细，组织为回火贝氏体。
实施例2
本实施例封头用12Cr2Mo1R钢板厚度为100mm，其化学成分组成及质量百分含量见表17。
本实施例封头用12Cr2Mo1R钢板的生产方法包括冶炼、连铸、加热、轧制、热处理、试样加工及热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
(1)冶炼工序：采用电弧炉或转炉进行冶炼，当钢液温度达到1602℃时出钢；出钢钢水送入LF精炼炉内精炼1.1h，采用电石和碳粉进行弱脱氧，随后采用喂Al线深脱氧的方式进行脱氧，随后加入合金并根据脱S情况，微调Mn、Mo、Ni、Cr、V含量，达到目标成分要求，LF精炼后VD炉抽真空处理32min后进入连铸工序；
(2)连铸工序：冶炼后钢水连铸为钢坯，钢坯化学成分组成及其质量百分含量同表17；
(3)加热工序：钢坯装入连续炉后执行预热工艺，装钢温度80℃，在750℃停留35min；随后直接进入高温区，均热温度为1250℃停留4h；
(4)轧制工序：采用直接热轧工艺，道次压下量8％，终轧温度930℃，轧后直接执行堆垛工艺，堆垛时间27h，确保堆垛后钢板温度80℃；
(5)热处理工序：采用轧后直接回火工艺，回火温度为720℃，回火保温时间为200min，保温后空冷制得成品钢板，钢板轧制+回火交货状态下的硬度值为207HB；
(6)试样加工及热处理工序：将热处理后成品钢板采用火焰切割的方法抠取纵向200mm×横向300mm的试样，然后装入箱式电阻炉中进行热成型+正火+回火处理，热成型工艺为：保温温度938℃，保温时间为100min，试样保温时间到后直接出炉空冷；正火工艺为：保温温度924℃，保温时间为200min，试样保温时间到后直接入水槽进行加速冷却至室温；回火工艺为：保温温度723℃，保温时间为200min，试样保温时间到后直接出炉在静止空气中冷却；试样执行完热成型+正火+回火处理后进行模拟焊后热处理。
本实施例封头用钢板理化性能检验所用试样的模拟焊后热处理工艺：最小模拟焊后(Min.PWHT)热处理条件为690℃×8h，最大模拟焊后(Max.PWHT)热处理条件为690℃×32h；钢板模拟焊后热处理后的理化性能检验结果见表3和表4，钢板最大模拟焊后的头部厚度中心处组织见图2。
表3实施例2钢板经模拟焊后热处理后的力学性能(板厚1/2)
表4实施例2钢板最大模焊组织和夹杂物分析结果
由表3、表4和图2可以看出，钢板经模拟焊后热处理后的力学性能符合标准要求，塑韧性好；晶粒极细，组织为回火贝氏体。
实施例3
本实施例封头用12Cr2Mo1R钢板厚度为200mm，其化学成分组成及质量百分含量见表17。
本实施例封头用12Cr2Mo1R钢板的生产方法包括冶炼、连铸、加热、轧制、热处理、试样加工及热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
(1)冶炼工序：采用电弧炉或转炉进行冶炼，当钢液温度达到1601℃时出钢；出钢钢水送入LF精炼炉内精炼1.3h，采用电石和碳粉进行弱脱氧，随后采用喂Al线深脱氧的方式进行脱氧，随后加入合金并根据脱S情况，微调Mn、Mo、Ni、Cr、V含量，达到目标成分要求，LF精炼后VD炉抽真空处理36min后进入连铸工序；
(2)连铸工序：冶炼后钢水连铸为钢坯，钢坯化学成分组成及其质量百分含量同表17；
(3)加热工序：钢坯装入连续炉后执行预热工艺，装钢温度70℃，在730℃停留32min；随后直接进入高温区，均热温度为1240℃停留5h；
(4)轧制工序：采用直接热轧工艺，道次压下量9％，终轧温度915℃，轧后直接执行堆垛工艺，堆垛时间26h，确保堆垛后钢板温度60℃；
(5)热处理工序：采用轧后直接回火工艺，回火温度为725℃，回火保温时间为400min，保温后空冷制得成品钢板，钢板轧制+回火交货状态下的硬度值为222HB；
(6)试样加工及热处理工序：将热处理后成品钢板采用火焰切割的方法抠取纵向200mm×横向300mm的试样，然后装入箱式电阻炉中进行热成型+正火+回火处理，热成型工艺为：保温温度933℃，保温时间为200min，试样保温时间到后直接出炉空冷；正火工艺为：保温温度912℃，保温时间为400min，试样保温时间到后直接入水槽进行加速冷却至室温；回火工艺为：保温温度729℃，保温时间为400min，试样保温时间到后直接出炉在静止空气中冷却；试样执行完热成型+正火+回火处理后进行模拟焊后热处理。
本实施例封头用钢板理化性能检验所用试样的模拟焊后热处理工艺：最小模拟焊后(Min.PWHT)热处理条件为690℃×6h，最大模拟焊后(Max.PWHT)热处理条件为690℃×26h；钢板模拟焊后热处理后的理化性能检验结果见表5和表6，钢板最大模拟焊后的头部厚度中心处组织图见图3。
表5实施例3钢板经模拟焊后热处理后的力学性能(板厚1/2)
表6实施例3钢板最大模焊组织和夹杂物分析结果
由表5、表6和图3可以看出，钢板经模拟焊后热处理后的力学性能符合标准要求，塑韧性好；晶粒极细，组织为回火贝氏体。
实施例4
本实施例封头用12Cr2Mo1R钢板厚度为20mm，其化学成分组成及质量百分含量见表17。
本实施例封头用12Cr2Mo1R钢板的生产方法包括冶炼、连铸、加热、轧制、热处理、试样加工及热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
(1)冶炼工序：采用电弧炉或转炉进行冶炼，当钢液温度达到1604℃时出钢；出钢钢水送入LF精炼炉内精炼1.4h，采用电石和碳粉进行弱脱氧，随后采用喂Al线深脱氧的方式进行脱氧，随后加入合金并根据脱S情况，微调Mn、Mo、Ni、Cr、V含量，达到目标成分要求，LF精炼后VD炉抽真空处理38min后进入连铸工序；
(2)连铸工序：冶炼后钢水连铸为钢坯，钢坯化学成分组成及其质量百分含量同表17；
(3)加热工序：钢坯装入连续炉后执行预热工艺，装钢温度100℃，在760℃停留37min；随后直接进入高温区，均热温度为1260℃停留3.5h；
(4)轧制工序：采用直接热轧工艺，道次压下量10％，终轧温度920℃，轧后直接执行堆垛工艺，堆垛时间25h，确保堆垛后钢板温度90℃；
(5)热处理工序：采用轧后直接回火工艺，回火温度为723℃，回火保温时间为40min，保温后空冷制得成品钢板，钢板轧制+回火交货状态下的硬度值为172HB；
(6)试样加工及热处理工序：将热处理后成品钢板采用火焰切割的方法抠取纵向200mm×横向300mm的试样，然后装入箱式电阻炉中进行热成型+正火+回火处理，热成型工艺为：保温温度936℃，保温时间为20min，试样保温时间到后直接出炉空冷；正火工艺为：保温温度925℃，保温时间为40min，试样保温时间到后直接入水槽进行加速冷却至室温；回火工艺为：保温温度722℃，保温时间为40min，试样保温时间到后直接出炉在静止空气中冷却；试样执行完热成型+正火+回火处理后进行模拟焊后热处理。
本实施例封头用钢板理化性能检验所用试样的模拟焊后热处理工艺：最小模拟焊后(Min.PWHT)热处理条件为690℃×6h，最大模拟焊后(Max.PWHT)热处理条件为690℃×26h；钢板模拟焊后热处理后的理化性能检验结果见表7和表8，钢板最大模拟焊后的头部厚度中心处组织图见图4。
表7实施例4钢板经模拟焊后热处理后的力学性能(板厚1/2)
表8实施例4钢板最大模焊组织和夹杂物分析结果
由表7、表8和图4可以看出，钢板经模拟焊后热处理后的力学性能符合标准要求，塑韧性好；晶粒极细，组织为回火贝氏体。
实施例5
本实施例封头用12Cr2Mo1R钢板厚度为150mm，其化学成分组成及质量百分含量见表17。
本实施例封头用12Cr2Mo1R钢板的生产方法包括冶炼、连铸、加热、轧制、热处理、试样加工及热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
(1)冶炼工序：采用电弧炉或转炉进行冶炼，当钢液温度达到1603℃时出钢；出钢钢水送入LF精炼炉内精炼1.2h，采用电石和碳粉进行弱脱氧，随后采用喂Al线深脱氧的方式进行脱氧，随后加入合金并根据脱S情况，微调Mn、Mo、Ni、Cr、V含量，达到目标成分要求，LF精炼后VD炉抽真空处理34min后进入连铸工序；
(2)连铸工序：冶炼后钢水连铸为钢坯，钢坯化学成分组成及其质量百分含量同表17；
(3)加热工序：钢坯装入连续炉后执行预热工艺，装钢温度95℃，在780℃停留39min；随后直接进入高温区，均热温度为1245℃停留4.5h；
(4)轧制工序：采用直接热轧工艺，道次压下量8％，终轧温度925℃，轧后直接执行堆垛工艺，堆垛时间26h，确保堆垛后钢板温度100℃；
(5)热处理工序：采用轧后直接回火工艺，回火温度为727℃，回火保温时间为300min，保温后空冷制得成品钢板，钢板轧制+回火交货状态下的硬度值为188HB；
(6)试样加工及热处理工序：将热处理后成品钢板采用火焰切割的方法抠取纵向200mm×横向300mm的试样，然后装入箱式电阻炉中进行热成型+正火+回火处理，热成型工艺为：保温温度932℃，保温时间为150min，试样保温时间到后直接出炉空冷；正火工艺为：保温温度920℃，保温时间为300min，试样保温时间到后直接入水槽进行加速冷却至室温；回火工艺为：保温温度727℃，保温时间为300min，试样保温时间到后直接出炉在静止空气中冷却；试样执行完热成型+正火+回火处理后进行模拟焊后热处理。
本实施例封头用钢板理化性能检验所用试样的模拟焊后热处理工艺：最小模拟焊后(Min.PWHT)热处理条件为690℃×6h，最大模拟焊后(Max.PWHT)热处理条件为690℃×26h；钢板模拟焊后热处理后的理化性能检验结果见表9和表10，钢板最大模拟焊后的头部厚度中心处组织图见图5。
表9实施例5钢板经模拟焊后热处理后的力学性能(板厚1/2)
表10实施例5钢板最大模焊组织和夹杂物分析结果
由表9、表10和图5可以看出，钢板经模拟焊后热处理后的力学性能符合标准要求，塑韧性好；晶粒极细，组织为回火贝氏体。
实施例6
本实施例封头用12Cr2Mo1R钢板厚度为60mm，其化学成分组成及质量百分含量见表17。
本实施例封头用12Cr2Mo1R钢板的生产方法包括冶炼、连铸、加热、轧制、热处理、试样加工及热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
(1)冶炼工序：采用电弧炉或转炉进行冶炼，当钢液温度达到1605℃时出钢；出钢钢水送入LF精炼炉内精炼1.5h，采用电石和碳粉进行弱脱氧，随后采用喂Al线深脱氧的方式进行脱氧，随后加入合金并根据脱S情况，微调Mn、Mo、Ni、Cr、V含量，达到目标成分要求，LF精炼后VD炉抽真空处理35min后进入连铸工序；
(2)连铸工序：冶炼后钢水连铸为钢坯，钢坯化学成分组成及其质量百分含量同表17；
(3)加热工序：钢坯装入连续炉后执行预热工艺，装钢温度60℃，在770℃停留38min；随后直接进入高温区，均热温度为1255℃停留3.7h；
(4)轧制工序：采用直接热轧工艺，道次压下量9％，终轧温度923℃，轧后直接执行堆垛工艺，堆垛时间30h，确保堆垛后钢板温度70℃；
(5)热处理工序：采用轧后直接回火工艺，回火温度为724℃，回火保温时间为120min，保温后空冷制得成品钢板，钢板轧制+回火交货状态下的硬度值为185HB；
(6)试样加工及热处理工序：将热处理后成品钢板采用火焰切割的方法抠取纵向200mm×横向300mm的试样，然后装入箱式电阻炉中进行热成型+正火+回火处理，热成型工艺为：保温温度935℃，保温时间为60min，试样保温时间到后直接出炉空冷；正火工艺为：保温温度915℃，保温时间为120min，试样保温时间到后直接入水槽进行加速冷却至室温；回火工艺为：保温温度725℃，保温时间为120min，试样保温时间到后直接出炉在静止空气中冷却；试样执行完热成型+正火+回火处理后进行模拟焊后热处理。
本实施例封头用钢板理化性能检验所用试样的模拟焊后热处理工艺：最小模拟焊后(Min.PWHT)热处理条件为690℃×6h，最大模拟焊后(Max.PWHT)热处理条件为690℃×26h；钢板模拟焊后热处理后的理化性能检验结果见表11和表12，钢板最大模拟焊后的头部厚度中心处组织图见图6。
表11实施例6钢板经模拟焊后热处理后的力学性能(板厚1/2)
表12实施例6钢板最大模焊组织和夹杂物分析结果
由表11、表12和图6可以看出，钢板经模拟焊后热处理后的力学性能符合标准要求，塑韧性好；晶粒极细，组织为回火贝氏体。
实施例7
本实施例封头用12Cr2Mo1R钢板厚度为170mm，其化学成分组成及质量百分含量见表17。
本实施例封头用12Cr2Mo1R钢板的生产方法包括冶炼、连铸、加热、轧制、热处理、试样加工及热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
(1)冶炼工序：采用电弧炉或转炉进行冶炼，当钢液温度达到1605℃时出钢；出钢钢水送入LF精炼炉内精炼1.3h，采用电石和碳粉进行弱脱氧，随后采用喂Al线深脱氧的方式进行脱氧，随后加入合金并根据脱S情况，微调Mn、Mo、Ni、Cr、V含量，达到目标成分要求，LF精炼后VD炉抽真空处理37min后进入连铸工序；
(2)连铸工序：冶炼后钢水连铸为钢坯，钢坯化学成分组成及其质量百分含量同表17；
(3)加热工序：钢坯装入连续炉后执行预热工艺，装钢温度85℃，在700℃停留33min；随后直接进入高温区，均热温度为1270℃停留4.7h；
(4)轧制工序：采用直接热轧工艺，道次压下量9％，终轧温度915℃，轧后直接执行堆垛工艺，堆垛时间27h，确保堆垛后钢板温度85℃；
(5)热处理工序：采用轧后直接回火工艺，回火温度为726℃，回火保温时间为340min，保温后空冷制得成品钢板，钢板轧制+回火交货状态下的硬度值为221HB；
(6)试样加工及热处理工序：将热处理后成品钢板采用火焰切割的方法抠取纵向200mm×横向300mm的试样，然后装入箱式电阻炉中进行热成型+正火+回火处理，热成型工艺为：保温温度940℃，保温时间为170min，试样保温时间到后直接出炉空冷；正火工艺为：保温温度910℃，保温时间为340min，试样保温时间到后直接入水槽进行加速冷却至室温；回火工艺为：保温温度730℃，保温时间为340min，试样保温时间到后直接出炉在静止空气中冷却；试样执行完热成型+正火+回火处理后进行模拟焊后热处理。
本实施例封头用钢板理化性能检验所用试样的模拟焊后热处理工艺：最小模拟焊后(Min.PWHT)热处理条件为690℃×6h，最大模拟焊后(Max.PWHT)热处理条件为690℃×26h；钢板模拟焊后热处理后的理化性能检验结果见表13和表14，钢板最大模拟焊后的头部厚度中心处组织图见图7。
表13实施例7钢板经模拟焊后热处理后的力学性能(板厚1/2)
表14实施例7钢板最大模焊组织和夹杂物分析结果
由表13、表14和图7可以看出，钢板经模拟焊后热处理后的力学性能符合标准要求，塑韧性好；晶粒极细，组织为回火贝氏体。
实施例8
本实施例封头用12Cr2Mo1R钢板厚度为120mm，其化学成分组成及质量百分含量见表17。
本实施例封头用12Cr2Mo1R钢板的生产方法包括冶炼、连铸、加热、轧制、热处理、试样加工及热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
(1)冶炼工序：采用电弧炉或转炉进行冶炼，当钢液温度达到1600℃时出钢；出钢钢水送入LF精炼炉内精炼1.0h，采用电石和碳粉进行弱脱氧，随后采用喂Al线深脱氧的方式进行脱氧，随后加入合金并根据脱S情况，微调Mn、Mo、Ni、Cr、V含量，达到目标成分要求，LF精炼后VD炉抽真空处理40min后进入连铸工序；
(2)连铸工序：冶炼后钢水连铸为钢坯，钢坯化学成分组成及其质量百分含量同表17；
(3)加热工序：钢坯装入连续炉后执行预热工艺，装钢温度75℃，在800℃停留36min；随后直接进入高温区，均热温度为1230℃停留3.8h；
(4)轧制工序：采用直接热轧工艺，道次压下量8％，终轧温度928℃，轧后直接执行堆垛工艺，堆垛时间28h，确保堆垛后钢板温度30℃；
(5)热处理工序：采用轧后直接回火工艺，回火温度为729℃，回火保温时间为240min，保温后空冷制得成品钢板，钢板轧制+回火交货状态下的硬度值为198HB；
(6)试样加工及热处理工序：将热处理后成品钢板采用火焰切割的方法抠取纵向200mm×横向300mm的试样，然后装入箱式电阻炉中进行热成型+正火+回火处理，热成型工艺为：保温温度930℃，保温时间为120min，试样保温时间到后直接出炉空冷；正火工艺为：保温温度930℃，保温时间为240min，试样保温时间到后直接入水槽进行加速冷却至室温；回火工艺为：保温温度720℃，保温时间为240min，试样保温时间到后直接出炉在静止空气中冷却；试样执行完热成型+正火+回火处理后进行模拟焊后热处理。
本实施例封头用钢板理化性能检验所用试样的模拟焊后热处理工艺：最小模拟焊后(Min.PWHT)热处理条件为690℃×6h，最大模拟焊后(Max.PWHT)热处理条件为690℃×26h；钢板模拟焊后热处理后的理化性能检验结果见表15和表16，钢板最大模拟焊后的头部厚度中心处组织图见图8。
表15实施例8钢板经模拟焊后热处理后的力学性能(板厚1/2)
表16实施例8钢板最大模焊组织和夹杂物分析结果
由表15、表16和图8可以看出，钢板经模拟焊后热处理后的力学性能符合标准要求，塑韧性好；晶粒极细，组织为回火贝氏体。
表17实施例1-8封头用12Cr2Mo1R钢板化学成分组成及其质量百分含量(％)
实施例 C Si Mn P S Cr Mo Ni Nb Cu Sb Sn As
1 0.130 0.080 0.56 0.008 0.002 2.25 1.10 0.16 0.030 0.08 0.002 0.004 0.005
2 0.110 0.070 0.50 0.007 0.003 2.45 1.10 0.17 0.040 0.05 0.002 0.003 0.005
3 0.130 0.080 0.60 0.007 0.003 2.45 1.05 0.15 0.035 0.06 0.002 0.005 0.007
4 0.120 0.060 0.40 0.009 0.004 2.20 1.00 0.10 0.050 0.20 0.003 0.010 0.006
5 0.115 0.063 0.42 0.008 0.001 2.50 1.08 0.20 0.020 0.10 0.001 0.008 0.010
6 0.124 0.076 0.53 0.009 0.002 2.32 1.02 0.12 0.013 0.15 0.003 0.006 0.004
7 0.127 0.067 0.47 0.007 0.004 2.23 1.07 0.18 0.024 0.17 0.001 0.007 0.009
8 0.112 0.072 0.58 0.009 0.001 2.37 1.03 0.13 0.042 0.12 0.003 0.009 0.008
表17中成分余量为Fe和不可避免的杂质。
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 (9)

1.一种封头用12Cr2Mo1R钢板，其特征在于，所述钢板的化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.11～0.13%，Si：0.06～0.08%，Mn：0.40～0.60%，P：0.007～0.009%，S≤0.004%，Cr：2.2～2.5%，Mo：1.00～1.10%，Ni：0.10～0.20%，Nb≤0.05%，Cu≤0.20%，Sb≤0.003%，Sn≤0.010%，As≤0.010%，余量为Fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种封头用12Cr2Mo1R钢板，其特征在于，所述钢板的厚度为8～200mm。
3.根据权利要求1所述的一种封头用12Cr2Mo1R钢板，其特征在于，所述钢板轧制+回火交货状态下的硬度值满足布氏硬度≤225HB；交货态钢板经模拟焊后热处理后的力学性能满足：Rp0.2：310～517MPa，Rm：520～680MPa，A≥19.0%，-10℃下Kv2≥54J，布氏硬度≤225HB。
4.基于权利要求1-3任意一项所述的一种封头用12Cr2Mo1R钢板的生产方法，其特征在于，所述生产方法包括冶炼、连铸、加热、轧制、热处理、试样加工及热处理工序；所述轧制工序，采用直接热轧工艺，道次压下量控制在8～10%，终轧温度910～930℃，轧后直接执行堆垛工艺，堆垛时间≥24h，确保堆垛后钢板温度30～100℃；所述热处理工序，采用轧后直接回火工艺，回火温度为720～730℃，回火保温时间为2*t分钟，保温后空冷制得成品钢板，所述t为成品钢板的毫米厚度。
5.根据权利要求4所述的一种封头用12Cr2Mo1R钢板的生产方法，其特征在于，所述冶炼工序，采用电弧炉或转炉进行冶炼，当钢液温度达到1600～1605℃时出钢；出钢钢水送入LF精炼炉内精炼1～1.5h，采用电石和碳粉进行弱脱氧，随后采用喂Al线深脱氧的方式进行脱氧，随后加入合金并根据脱S情况，微调Mn、Mo、Ni、Cr、V含量，达到目标成分要求，LF精炼后进行VD炉抽真空处理30～40min后进入连铸工序。
6.根据权利要求4所述的一种封头用12Cr2Mo1R钢板的生产方法，其特征在于，所述连铸工序，冶炼后钢水连铸为钢坯，钢坯化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.11～0.13%，Si：0.06～0.08%，Mn：0.40～0.60%，P：0.007～0.009%，S≤0.004%，Cr：2.2～2.5%，Mo：1.00～1.10%，Ni：0.10～0.20%，Nb≤0.05%，Cu≤0.20%，Sb≤0.003%，Sn≤0.010%，As≤0.010%，余量为Fe和不可避免的杂质。
7.根据权利要求4-6任意一项所述的一种封头用12Cr2Mo1R钢板的生产方法，其特征在于，所述加热工序，钢坯装入连续炉后执行预热工艺，装钢温度≤100℃，在700～800℃停留30～40min；随后直接进入高温区，均热温度为1230～1270℃停留3～5h。
8.根据权利要求4-6任意一项所述的一种封头用12Cr2Mo1R钢板的生产方法，其特征在于，所述试样加工及热处理工序，将热处理后成品钢板采用火焰切割的方法抠取纵向200mm×横向300mm的试样，然后装入箱式电阻炉中进行热成型、正火、回火处理，试样执行完热成型、正火、回火处理后进行模拟焊后热处理。
9.根据权利要求4-6任意一项所述的一种封头用12Cr2Mo1R钢板的生产方法，其特征在于，所述试样加工及热处理工序，包括热成型、正火、回火处理；所述热成型工艺为：保温温度930～940℃，保温时间为1*t分钟，试样保温时间到后直接出炉空冷；所述正火工艺为：保温温度910～930℃，保温时间为2*t分钟，试样保温时间到后直接入水槽进行加速冷却至室温；所述回火工艺为：保温温度720～730℃，保温时间为2*t分钟，试样保温时间到后直接出炉在空气中自然冷却；所述t为试样的毫米厚度。
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