厚壁P92钢管的热处理方法技术

本发明专利技术提供一种厚壁P92(10Cr9MoW2VNbBN)钢管的热处理方法，旨在解决现有技术中P92钢管生产中晶粒度不符合标准规定，不同批次产品性能差异大的技术问题。本发明专利技术的厚壁P92钢管的热处理方法将P92钢管高温奥氏体化和等温退火，之后进行正火、回火，其中奥氏体化保温前的升温可通过快速升温，从而提高钢管的加热速度、增加奥氏体的形核率。本发明专利技术所制得的产品组织状态良好，显微组织为回火马氏体，晶粒度≥5级，且级差不超过3级；力学性能满足ASME SA‑335‑2019和GB/T 5310‑2017标准要求综合性能达到国际先进水平。

【技术实现步骤摘要】
厚壁P92钢管的热处理方法
本专利技术属于耐热钢管制造领域，具体涉及一种厚壁P92钢管的热处理方法。
技术介绍
我国是一个能源生产和消耗大国，且以化石能源消耗为主，煤炭在经济与社会发展中占有极为重要的地位。据预测，中国的年能源消费将会从2018年的46.2亿吨标准煤增长至2050年的60亿吨标准煤。与其它能源相比，煤炭消费的绝对值和所占比重仍然是最大的。如煤电在中国的电源结构核大电量中仍然是主导，约占总发电量的65％。煤电排放的大量有害物质导致城市空气质量的恶化和大规模的酸雨沉降，对环境造成了非常严重的污染。为了降低煤耗，提高火电机组效率可大幅度降低SO2、NOX气体排放量，保护环境，建设超超临界机组是我国燃煤发电的重要趋势。自2004年开始，中国引进国外技术使得国产化的超临界和超超临界机组得到迅猛的发展。目前，我国是世界上拥有超超临界机组最多的国家。P92钢是目前9％～12％Cr钢中综合性能较好的一种材料，广泛使用于超超临界机组的集箱、管道制造。一台1000MW机组需要大口径P92无缝钢管1000余吨。P92钢生产工艺严格，成材率低。我国在建设超超临界机组过程中，仍需进口大量P92钢管。P92钢在GB/T5310-2017标准中称为10Cr9MoW2VNbBN，国内用户对于P92钢管要求满足GB/T5310-2017和ASMESA-335-2019标准规定。GB/T5310-2017和ASMESA-335-2019标准规定P92钢的交货状态为正火+回火，GB/T5310-2017规定正火+回火，交货产品晶粒度要求≥4级且级差不超过3级。然而，随着火电机组参数提升，钢管的壁厚随之增厚，钢管热轧生产和热处理生产面临的难度很大。目前钢管厂在制造P92钢管过程中，尤其是壁厚大于50mm以上有晶粒度控制要求的P92钢管的热处理中，由于P92钢的热强性较高，为减小变形抗力，管坯加热温度一般≥1220℃，但随着温度升高，奥氏体晶粒长大倾向性更大；穿孔机轧制过程中由于变形量较小会导致未完全动态再结晶，热轧冷却后钢管的显微组织不均匀，后续正火+回火热处理不能消除此遗传组织，使产品晶粒度较粗。以上工艺导致经正火+回火的P92钢管的晶粒度不符合标准规定，影响产品合格率和交货要求，不同批次产品性能差异大。因此，如何制备出晶粒度符合标准规定，且批次间性能一致性优良的P92钢管，进而符合产品合格率和交货要求，成为当前亟待解决的重要问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种厚壁P92钢管的热处理方法，以期解决现有技术中P92钢管生产中晶粒度不符合标准规定，不同批次产品性能差异大的技术问题。为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种厚壁P92钢管的热处理方法，方法包括以下步骤：步骤(1)，将P92钢管装炉，快速升温至AC3以上100～200℃，保温得奥氏体化的钢管；保温时间不少于1.5min/mm×P92钢管壁厚；步骤(2)，将奥氏体化的钢管冷却至700～800℃，保温；保温时间为6min/mm×P92钢管壁厚，且不少于240min；步骤(3)，将步骤(2)处理后的P92钢管进行正火和回火处理，即成。在如上的厚壁P92钢管的热处理方法，优选，P92钢管的壁厚为大于50mm。在如上的厚壁P92钢管的热处理方法，优选，P92钢管的壁厚为55～130mm；外径为159～530mm，长度≤12500mm。在如上的厚壁P92钢管的热处理方法，优选，在步骤(1)中：升温速度控制为100～200℃/h。在如上的厚壁P92钢管的热处理方法，优选，在步骤(2)中：冷却以1～5℃/min的冷速进行。在如上的厚壁P92钢管的热处理方法，优选，在步骤(2)中，冷却的方式为炉冷或出炉空冷。在如上的厚壁P92钢管的热处理方法，优选，在步骤(2)中冷却的方式为出炉空冷。在如上的厚壁P92钢管的热处理方法，优选，在步骤(3)中：正火和回火的步骤为：步骤1)，在温度1040～1080℃条件下正火处理，保温，空冷；保温时间为1.5min/mm×P92钢管壁厚，且不小于30min；步骤2)，在温度760～790℃条件下回火处理，保温，空冷；保温时间为2.5min/mm×P92钢管壁厚，且不小于15min。在如上的厚壁P92钢管的热处理方法，优选，在步骤1)中：空冷至钢管表面温度≤95℃。在如上的厚壁P92钢管的热处理方法，优选，在步骤1)中：在正火后的空冷过程中温度降低至600℃前的冷却速度≥5℃/min。有益效果：1.本专利技术的厚壁P92钢管的热处理方法通过对热轧钢管高温奥氏体化、等温退火、正火和回火，可有效消除热轧组织遗传，细化晶粒。2.本专利技术的厚壁P92钢管的热处理方法制得的产品组织状态良好，显微组织为回火马氏体，晶粒度≥5级，且级差不超过3级；力学性能满足ASMESA-335-2019和GB/T5310-2017标准要求，综合性能达到国际先进水平，可有效保证产品质量，替代进口。3.本专利技术的厚壁P92钢管的热处理方法应用广泛，可用于生产外径(OD)159～530mm、壁厚50～130mm、长度≤12500mm不同规格的P92大口径厚壁无缝钢管，所制得的钢管可用于超超临界锅炉、电站四大管道及石化等不同领域。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。其中：图1为本专利技术实施例1的P92钢管高温奥氏体化和等温退火工艺图；图2为本专利技术实施例1的P92钢管显微组织图(500倍放大)；图3为本专利技术实施例2的P92钢管高温奥氏体化和等温退火工艺图；图4为本专利技术实施例2的P92钢管显微组织图(500倍放大)；图5为本专利技术对照例1的P92钢管显微组织图(500倍放大)；图6为本专利技术对照例2的P92钢管显微组织图(500倍放大)。具体实施方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。以下实施例中均进行两组平行试验。在以下实施例中所涉及的设备如无特别说明，均为常规设备；所涉及的生产方法，如无特别说明，均为常规方法；所涉及的P92钢管，来自大冶特殊钢有限公司冶炼及轧制；所涉及的晶粒度评级方法为GB/T6394-2017《金属平均晶粒度测定方法》；所涉及的力学性能检测方法中，其中横向拉伸试验采用GB/T228.1-2010《金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法》；冲击强度为GB/T229-2020《金属材料夏比摆锤冲击试验方法》；拉伸、冲击试样取样位置及试样制备按照GB/T2975-2018《钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备》；硬度为GB/T231.1-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种厚壁P92钢管的热处理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：/n步骤(1)，将所述P92钢管装炉，快速升温至AC

【技术特征摘要】
1.一种厚壁P92钢管的热处理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤(1)，将所述P92钢管装炉，快速升温至AC3以上100～200℃，保温得奥氏体化的钢管；所述保温时间不少于1.5min/mm×所述P92钢管壁厚；
步骤(2)，将所述奥氏体化的钢管冷却至700～800℃，保温；所述保温时间为6min/mm×所述P92钢管壁厚，且不少于240min；
步骤(3)，将步骤(2)处理后的所述P92钢管进行正火和回火处理，即成。


2.如权利要求1所述的厚壁P92钢管的热处理方法，其特征在于，所述P92钢管的壁厚大于50mm。


3.如权利要求2所述的厚壁P92钢管的热处理方法，其特征在于，所述P92钢管的壁厚为55～130mm；外径为159～530mm，长度≤12500mm。


4.如权利要求1所述的厚壁P92钢管的热处理方法，其特征在于，在所述步骤(1)中：所述升温速度控制为100～200℃/h。


5.如权利要求1所述的厚壁P92钢管的热处理方法，其特征在于，在所述步骤(2)中：所述冷却以1～5℃/...

【专利技术属性】
技术研发人员：张银桥，黎福华，孔繁革，朱志宝，李勇，李海松，张洋波，
申请(专利权)人：大冶特殊钢有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42