大厚度高韧性15CrMoR钢板的热处理方法技术

本发明专利技术公开了一种大厚度高韧性15CrMoR钢板的热处理方法，其采用两次正火＋回火的热处理工艺；第一次正火温度为AC3+(30～50)℃，总加热时间为PLC+(20～30)min，然后冷却至返红温度；第二次正火温度为AC3+(10～20)℃，总加热时间为PLC+(10～20)min，然后冷却到室温。本方法采用两次正火+回火工艺生产，与传统一次正火+回火工艺相比，整张钢板芯部强韧性匹配良好，适合大厚度高韧性要求的15CrMoR钢板的大批量生产；处理后的钢板在具有良好的拉伸、冷弯性能的同时还兼有优良的低温冲击韧性。本方法处理后的钢板的强度适中，强韧性匹配良好，板厚1/2位置‑20℃横向夏比冲击功≥47J，钢板质量稳定。

Heat treatment method for large thickness and high toughness 15CrMoR steel plate

The invention discloses a heat treatment method of large thickness and high toughness 15CrMoR steel, the heat treatment process of two normalizing + tempering; first normalizing temperature is AC3+ DEG C, (30~50) the total heating time is PLC+ (20~30) min, and then cooled to red temperature; second normalizing temperature is AC3+ (10~20 C), the total heating time is PLC+ (10~20) min, and then cooled to room temperature. This method uses two times of normalizing and tempering process, compared with the traditional time normalizing + tempering process, the strength and toughness of the whole plate core, good mass production for 15CrMoR steel with high toughness for the thickness of the steel plate; after the treatment with good tensile and bending properties as well as low temperature impact excellent toughness. Moderate strength treated by the method of the steel plate, the strength and toughness of 1/2 thick plate, good position 20 DEG transverse Charpy impact plate is larger than 47J, stable quality.

【技术实现步骤摘要】
大厚度高韧性15CrMoR钢板的热处理方法
本专利技术涉及一种钢板的热处理控制技术，尤其是一种大厚度高韧性15CrMoR钢板的热处理方法。
技术介绍
15CrMoR是国标中的铬、钼珠光体型低合金耐热钢，具有较好的高温性能，该钢主要用于动力工业、石油化工等部门高温条件下的重要材料。15CrMoR钢板不仅有很好的抗氧化性、热强性，还有比较好的抗硫腐蚀和抗氢腐蚀性能，并且合金元素含量相对较少，具有较好的工艺性能和物理性能，用途很广，主要用来制造工作温度高于450℃的压力容器。然而，随着钢板厚度的增加，钢板的强韧性匹配变得越加困难，另外用户对钢板的使用条件越来越苛刻。因此，采用传统的热处理工艺无法满足钢板的技术要求，必须在热处理过程中对钢板的组织进行控制，以达到钢板强韧性匹配良好。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种大厚度高韧性15CrMoR钢板的热处理方法，以提高钢板的综合性能。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：其采用两次正火＋回火的热处理工艺；第一次正火温度为AC3+(30～50)℃，总加热时间为PLC+(20～30)min，然后冷却至返红温度；第二次正火温度为AC3+(10～20)℃，总加热时间为PLC+(10～20)min，然后冷却到室温。本专利技术所述返红温度≤350℃。本专利技术所述两次冷却过程均采用水冷。所述水冷时的最大水量≥4000m3/h，水温保持在28℃及以下。本专利技术所述回火工艺为：回火温度720～740℃，总加热时间4～4.5min/mm，钢板出炉后空冷。本专利技术原理为：钢板的热处理制度，包括正火温度、正火时间、回火温度、回火时间及（加速冷却）水温对15CrMoR钢板的性能有很大程度的影响。正火温度对钢板的相变有直接关系；正火时间对钢板相变后的奥氏体组织的均匀性相关；回火温度和时间则对钢板的韧性有较大影响。（加速冷却）水温则对钢板的相变过程起决定性作用，从而影响钢板的性能优劣。第一次正火中采用高温长时保温，使钢中的合金元素充分固溶，均匀化组织，并含有高密度位错的非平衡组织，为第二正火奠定组织基础。第二次正火在稍低的温度进行保温，并进行加速冷却。由于第二次正火在较低的温度进行，较低的正火温度保证了奥氏体具有较细的晶粒度，在随后的转变过程中使晶粒也相对较细，利于钢板的冲击韧性。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本专利技术采用两次正火+回火工艺生产，与传统一次正火+回火工艺相比，整张钢板芯部强韧性匹配良好，适合大厚度高韧性要求的15CrMoR钢板的大批量生产；处理后的钢板在具有良好的拉伸、冷弯性能的同时还兼有优良的低温冲击韧性。本专利技术处理后的钢板的强度适中，强韧性匹配良好，板厚1/2位置-20℃横向夏比冲击功≥47J，钢板质量稳定。本专利技术可使得大厚度钢板芯部强韧性匹配良好，解决了大厚度钢板热处理技术难题，为相近条件大厚度钢板热处理工艺改进与发展提供了数据支撑与参考，明显提高了企业的经济效益与社会效益。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1是本专利技术热处理的工艺曲线图。具体实施方式图1所示，本大厚度高韧性15CrMoR钢板的热处理方法采用两次正火＋加速冷却并经过回火的热处理工艺；尤其适用于处理厚度规格为110～125mm的钢板，工艺过程如下所述：（1）第一次正火温度为AC3+(30～50)℃，总加热时间为PLC+(20～30)min（PLC为动态有限元的模拟加热控制系统），然后采用水冷加速冷却至返红温度；水冷时的最大水量≥4000m3/h，水温保持在28℃及以下，返红温度≤350℃。（2）第二次正火温度为AC3+(10～20)℃，总加热时间为PLC+(10～20)min，然后采用水冷加速冷却到室温；水冷时的最大水量≥4000m3/h，水温保持在28℃及以下，摇摆时间≥10min，冷却确保为室温（即钢板表面温度≤50℃）。（3）所述回火过程在回火炉中进行，回火温度720～740℃，总加热时间4～4.5min/mm钢板厚度，钢板出炉后空冷，即可得到热处理后的钢板。实施例1：本大厚度高韧性15CrMoR钢板的热处理方法采用下述工艺。钢种15CrMoR，化学成分（wt）：C0.12%、Si0.23%、Mn0.50%、P0.007%、S0.002%、Ni0.15%、Cr0.98%、Mo0.55%、TAl（全铝）0.035%，余量为Fe和不可避免的杂质。钢板厚度为110mm，AC1为760℃，AC3为877℃，具体热处理工艺如下：第一次正火温度925℃，总加热时间为PLC+20min，最大水量为4350m3/h，水温保持在23℃，返红温度为210℃；第二次正火温度890℃，总加热时间为PLC+15min，水冷最大水量≥4680m3/h，水温保持在21℃，摇摆时间为20min，冷却确保为室温（钢板表面温度为35℃）；回火温度725℃，总加热时间4min/mm钢板厚度，钢板出炉后空冷，即可得到热处理后的钢板。热处理后钢板的芯部强韧性匹配良好，其力学性能如下：屈服强度402MPa，抗拉强度525MPa，钢板厚度1/2处-20℃冲击功平均208J；与传统热处理工艺相比，钢板-20℃平均冲击功提高了80J以上。实施例2：本大厚度高韧性15CrMoR钢板的热处理方法采用下述工艺。钢种15CrMoR，化学成分（wt）：C0.12%、Si0.24%、Mn0.49%、P0.006%、S0.001%、Ni0.15%、Cr1.02%、Mo0.53%、TAl（全铝）0.034%，余量为Fe和不可避免的杂质。钢板厚度为120mm，AC1为761℃，AC3为875℃，具体热处理工艺如下：第一次正火温度920℃，总加热时间为PLC+20min，最大水量为4450m3/h，水温保持在22℃，返红温度为200℃；第二次正火温度895℃，总加热时间为PLC+18min，水冷最大水量≥4650m3/h，水温保持在23℃，摇摆时间为20min，冷却确保为室温（钢板表面温度为40℃）；回火温度725℃，总加热时间4min/mm钢板厚度，钢板出炉后空冷，即可得到热处理后的钢板。热处理后钢板的力学性能如下：屈服强度408MPa，抗拉强度529MPa，钢板厚度1/2处-20℃冲击功平均213J。实施例3：本大厚度高韧性15CrMoR钢板的热处理方法采用下述工艺。钢种15CrMoR，化学成分（wt）：C0.13%、Si0.25%、Mn0.49%、P0.006%、S0.001%、Ni0.14%、Cr1.00%、Mo0.54%、TAl（全铝）0.037%，余量为Fe和不可避免的杂质。钢板厚度为125mm，AC1为758℃，AC3为880℃，具体热处理工艺如下：第一次正火温度930℃，总加热时间为PLC+25min，最大水量为4420m3/h，水温保持在24℃，返红温度为190℃；第二次正火温度900℃，总加热时间为PLC+20min，水冷最大水量≥4700m3/h，水温保持在20℃，摇摆时间为25min，冷却确保为室温（钢板表面温度为40℃）；回火温度720℃，总加热时间4.5min/mm钢板厚度，钢板出炉后空冷，即可得到热处理后的钢板。热处理后钢板的力学性能如下：屈服强度397MPa，抗拉强度518MPa，钢板厚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大厚度高韧性15CrMoR钢板的热处理方法，其特征在于：其采用两次正火＋回火的热处理工艺；第一次正火温度为AC3+(30～50)℃，总加热时间为PLC+(20～30)min，然后冷却至返红温度；第二次正火温度为AC3+(10～20)℃，总加热时间为PLC+(10～20)min，然后冷却到室温。

【技术特征摘要】
1.一种大厚度高韧性15CrMoR钢板的热处理方法，其特征在于：其采用两次正火＋回火的热处理工艺；第一次正火温度为AC3+(30～50)℃，总加热时间为PLC+(20～30)min，然后冷却至返红温度；第二次正火温度为AC3+(10～20)℃，总加热时间为PLC+(10～20)min，然后冷却到室温。2.根据权利要求1所述的大厚度高韧性15CrMoR钢板的热处理方法，其特征在于：所述返红温度≤350℃。3.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓建军，尹卫江，袁锦程，吴艳阳，赵文忠，龙杰，王甜甜，牛红星，李样兵，王东阳，侯敬超，瞿征，
申请(专利权)人：舞阳钢铁有限责任公司，
类型：发明
国别省市：河南,41