改善含硼厚规格水电用钢板心部冲击韧性的热处理方法技术

本发明专利技术公开了一种改善含硼厚规格水电用钢板心部冲击韧性的热处理方法，热处理工序包括淬火、高温回火、回火后快冷；淬火加热温度920℃，保温时间20分，淬火后钢板温度≤50℃。钢板回火温度660℃，保温时间20分，出炉后快速水冷至50℃以下。本发明专利技术的目的是提供一种改善含硼厚规格水电用钢板心部冲击韧性的热处理方法，大大提高了厚规格水电用钢板心部冲击韧性，可显著提高厚规格钢板心部冲击性能稳定性。

Heat treatment method for improving the impact toughness of the steel plate with boron

【技术实现步骤摘要】
改善含硼厚规格水电用钢板心部冲击韧性的热处理方法
本专利技术涉及冶金
，尤其涉及一种改善含硼厚规格水电用钢板心部冲击韧性的热处理方法。
技术介绍
水电用厚钢板，用于制造水电站引水压力管道，一级肋板、岔管、蜗壳等，对钢板的化学成分、抗拉强度、低温冲击功等性能有比较严格的要求，一般要求抗拉强度高于610MPa，钢板强度分布集中，离散度小；钢板具有较低的焊接裂纹敏感性和再热裂纹敏感性，焊接性能良好。国家标准对36mm以上的钢板的心部冲击韧性提出了严格要求，而钢板心部是最薄弱的地方，为了保证厚规格水电用钢同时具有较低的碳当量、焊接裂纹敏感性、良好的焊接性能、610MP以上的高强度和低的生产成本，成分设计中往往会添加微量硼，大量研究和实践表明，微量硼在不增加碳当量和生产成本的前提下，可以显著增加厚规格钢板的淬透性，进而显著提升厚规格钢板的强度。同时会带来负面效应，由于硼的晶界析出会显著恶化厚规格钢板心部冲击韧性，因此提高厚规格钢板的心部冲击韧性成为研发生产水电用钢的技术难点和创新点。专利CN107760987A公开了一种15CrMoR钢板及其提高心部低温冲击韧性的方法，通过正火前预热处理，正火+回火工艺的热处理方法提高了厚规格15CrMoR钢板的心部低温冲击韧性。不足之处是该方法只适用于15CrMoR钢板，不适合其它品种钢板，且增加了生产成本。专利CN101876001A公开了一种提高高强度厚钢板低温冲击韧性的方法，通过采用淬火+淬火+回火的热处理工艺，控制钢板二次淬火后的组织为硬相+软相的混合组织，提高了钢板的低温韧性。不足之处一是采用了两次淬火，显著增加了生产成本；二是该方法只能改善厚钢板1/4厚度处的冲击韧性，对心部冲击韧性改善效果不得而知。专利CN105420468A公开了一种保证厚规格高强钢低温韧性的热处理方法，通过淬火、回火、二次回火的热处理方法提高了厚规格高强钢的低温韧性。不足之处一是只适用于该钢种，采用了两次回火，显著增加了生产成本；二是该方法只能改善厚钢板1/4厚度处的冲击韧性，对心部冲击韧性改善效果不得而知。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种改善含硼厚规格水电用钢板心部冲击韧性的热处理方法，大大提高了厚规格水电用钢板心部冲击韧性，可显著提高厚规格钢板心部冲击性能稳定性。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种改善含硼厚规格水电用钢板心部冲击韧性的热处理方法，热处理工序包括淬火、高温回火、回火后快冷；淬火加热温度920℃，保温时间20分，淬火后钢板温度≤50℃，钢板回火温度660℃，保温时间20分，出炉后快速水冷至50℃以下。进一步的，热处理工序之前还包括：1)、冶炼采用经过脱硫预处理的铁水和优质废钢作为原料，转炉底吹采用全程吹氩模式，终点一次命中，以减少因补吹导致钢水增氮；LF钢包精炼炉进一步脱氧、脱硫、去除夹杂、调整成分及温度，要严格控制吹氩强度，按照前期强、中期较强、后期弱的原则制定吹氩曲线，在保证脱氧、深脱硫、合金化的同时，减少精炼过程的二次氧化和增氮；RH工序采用循环深脱气工艺，先加钛铁再加硼铁，脱气时间大于20分，钙处理后软吹时间大于10分；在保证钢水温度稳定的前提下大幅降低氢、氧、氮等气体含量，减小有害气体对钢质的不利影响，保证钢水的纯净度；2)、连铸连铸机为直弧形连铸机，采用凝固末端动态轻压下、电磁搅拌以及优化的动态二冷技术，通过恒温、恒拉速工艺，减轻连铸坯中心偏析、中心疏松、裂纹、振痕等缺陷，控制钢水过热度在20～25℃，拉速在0.85～0.90m/min，最终生产出低倍质量为中心偏析C类3.0级，中心疏松3.0级以下的优质连铸板坯；3)、加热在加热炉中对钢板坯加热，充分保证板坯加热温度和均热时间，加热温度控制在1200℃～1230℃，加热时间控制在220～260min，保证合金元素的充分固溶，板坯厚度、长度、宽度方向温度均匀；4)、轧制和冷却轧制采用两阶段控制轧制,即奥氏体再结晶区控制轧制，为粗轧阶段，和奥氏体非再结晶区控制轧制，为精轧阶段；粗轧时尽可能增加单道次变形量，开轧温度≥1100℃，单道次相对压下率至少有两道次以上控制在15％以上，精轧时严格控制各道次变形量，精轧开轧温度≤890℃，开轧厚度为2.0-2.5倍成品厚度，终轧温度800～830℃，轧后钢板采用控制冷却，终冷温度620～640℃，钢板热矫直后进入冷床空冷；5)、精整和探伤热轧钢板冷却后全部进行探伤，探伤后钢板保持干燥，如不能在线探伤的钢板进行下线探伤，按照探伤标准JB/T4730.3的规定进行并判定，合格级别为Ⅰ级。进一步的，所述钢板包括如下质量百分比的化学成分：C：0.055～0.075％、Si:0.20～0.30％、Mn：1.38～1.45％、P≤0.015％、S≤0.004％、Cr:0.10～0.18％、Ni:0.20～0.28％、Mo:0.15～0.20％、Nb：0.045～0.055％、V：0.03～0.04％、Ti：0.008～0.015％、B:0.0007～0.0015％、Ceq≤0.40％、Pcm≤0.20％，余量为Fe和不可避免的杂质。进一步的，所述钢板包括如下质量百分比的化学成分：C：0.059％、Si:0.25％、Mn：1.41％、P:0.009％、S：0.001％、Cr:0.13％、Ni:0.24％、Mo:0.17％、Nb：0.046％、V：0.034％、Ti：0.012％、B:0.0011％、Ceq:0.38％、Pcm:0.18％，余量为Fe和不可避免的杂质。进一步的，所述钢板包括如下质量百分比的化学成分：C：0.063％、Si:0.26％、Mn：1.39％、P:0.008％、S：0.001％、Cr:0.13％、Ni:0.23％、Mo:0.17％、Nb：0.047％、V：0.032％、Ti：0.012％、B:0.0013％、Ceq:0.38％、Pcm:0.18％，余量为Fe和不可避免的杂质。进一步的，所述钢板包括如下质量百分比的化学成分：C：0.072％、Si:0.24％、Mn：1.41％、P:0.010％、S：0.001％、Cr:0.12％、Ni:0.23％、Mo:0.17％、Nb：0.047％、V：0.033％、Ti：0.012％、B:0.0011％、Ceq:0.38％、Pcm:0.18％，余量为Fe和不可避免的杂质。进一步的，钢板抛丸后进行淬火处理，淬火加热温度920℃，保温时间20分，钢板回火温度660℃，保温时间20分，出炉后快速冷却至32℃。与现有技术相比，本专利技术的有益技术效果：本专利技术通过淬火+高温回火后快冷的热处理方法，抑制了硼的晶界析出，大大提升了含硼厚规格水电用钢板心部低温冲击韧性，为采用厚度250mm连铸板坯稳定生产厚规格水电用钢板创造了条件。经实际生产并检验,其力学性能优异,钢板在-20℃下心部冲击性能稳定控制在80J以上，解决了厚规格水电用钢的生产技术难点。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改善含硼厚规格水电用钢板心部冲击韧性的热处理方法，其特征在于，热处理工序包括淬火、高温回火、回火后快冷；淬火加热温度920℃，保温时间20分，淬火后钢板温度≤50℃，钢板回火温度660℃，保温时间20分，出炉后快速水冷至50℃以下。/n

【技术特征摘要】
1.一种改善含硼厚规格水电用钢板心部冲击韧性的热处理方法，其特征在于，热处理工序包括淬火、高温回火、回火后快冷；淬火加热温度920℃，保温时间20分，淬火后钢板温度≤50℃，钢板回火温度660℃，保温时间20分，出炉后快速水冷至50℃以下。


2.根据权利要求1所述的改善含硼厚规格水电用钢板心部冲击韧性的热处理方法，其特征在于，热处理工序之前还包括：
1)、冶炼
采用经过脱硫预处理的铁水和优质废钢作为原料，转炉底吹采用全程吹氩模式，终点一次命中，以减少因补吹导致钢水增氮；LF钢包精炼炉进一步脱氧、脱硫、去除夹杂、调整成分及温度，要严格控制吹氩强度，按照前期强、中期较强、后期弱的原则制定吹氩曲线，在保证脱氧、深脱硫、合金化的同时，减少精炼过程的二次氧化和增氮；RH工序采用循环深脱气工艺，先加钛铁再加硼铁，脱气时间大于20分，钙处理后软吹时间大于10分；在保证钢水温度稳定的前提下大幅降低氢、氧、氮等气体含量，减小有害气体对钢质的不利影响，保证钢水的纯净度；
2)、连铸
连铸机为直弧形连铸机，采用凝固末端动态轻压下、电磁搅拌以及优化的动态二冷技术，通过恒温、恒拉速工艺，减轻连铸坯中心偏析、中心疏松、裂纹、振痕等缺陷，控制钢水过热度在20～25℃，拉速在0.85～0.90m/min，最终生产出低倍质量为中心偏析C类3.0级，中心疏松3.0级以下的优质连铸板坯；
3)、加热
在加热炉中对钢板坯加热，充分保证板坯加热温度和均热时间，加热温度控制在1200℃～1230℃，加热时间控制在220～260min，保证合金元素的充分固溶，板坯厚度、长度、宽度方向温度均匀；
4)、轧制和冷却
轧制采用两阶段控制轧制,即奥氏体再结晶区控制轧制，为粗轧阶段，和奥氏体非再结晶区控制轧制，为精轧阶段；粗轧时尽可能增加单道次变形量，开轧温度≥1100℃，单道次相对压下率至少有两道次以上控制在15％以上，精轧时严格控制各道次变形量，精轧开轧温度≤890℃，开轧厚度为2.0-2.5倍成品厚度，终轧温度800～830℃，轧后钢板采用控制冷却，终冷温度620～640℃，钢板热矫直后进入冷床空冷；
5)、精整和探伤
热轧钢板冷却后全部进行探伤，探伤后钢板保持干燥，如不能在线探伤的钢板进行下线探伤，按照探伤标准JB/T4730.3的规定进行并判定，合格级别为Ⅰ级。


3.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨雄，高军，卢晓禹，王少炳，杨维宇，勤牧，
申请(专利权)人：包头钢铁集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：内蒙;15