專利名稱：超標準大截面壓力容器管板熱處理工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種熱處理工藝，具體地說是一種大截面管板熱處理工藝，屬于機 械加工領域。
背景技術：
金屬熱處理是將金屬工件放在一定的介質中加熱到適宜的溫度，并在此溫度中 保持一定時間后，又以不同速度冷卻，通過改變金屬材料表面或內部的組織結構來控制 其性能的一種工藝。金屬熱處理是機械制造中的重要工藝之一，與其他加工工藝相比，熱處理一般 不改變工件的形狀和整體的化學成分，而是通過改變工件內部的顯微組織，或改變工件 表面的化學成分，賦予或改善工件的使用性能。其特點是改善工件的內在質量，而這一 般不是肉眼所能看到的。壓力容器，是指盛裝氣體或者液體，承載一定壓力的密閉設備。貯運容器、反 應容器、換熱容器和分離容器均屬壓力容器。壓力容器的用途十分廣泛。它是在石油化 學工業、能源工業、科研和軍工等國民經濟的各個部門都起著重要作用的設備。壓力容 器一般由筒體、封頭、法蘭、密封元件、開孔和接管、支座等六大部分構成容器本體。 此外，還配有安全裝置、表計及完成不同生產工藝作用的內件。壓力容器由于密封、承 壓及介質等原因，容易發生爆炸、燃燒起火而危及人員、設備和財產的安全及污染環境 的事故。目前，世界各國均將其列為重要的監檢產品，由國家指定的專門機構，按照國 家規定的法規和標準實施監督檢查和技術檢驗。大型壓力容器所使用的大型壓力容器鍛 件，要求相當高，其熱處理技術十分重要。我們研究的是，壓力容器常用材料20MnMoNb超標準大截面管板(公稱厚度大 于壓力容器標準上限)的調質工藝。從分析標準和考慮此截面(500mm厚度以上)鍛件 的加熱、冷卻效果來看，其組織轉變、碳(C)化物分解都將不理想，調質后的機械性能 也無法滿足要求，表現為沖擊韌性極差或極不穩定。常規調質(常規淬火+高溫回火) 工藝，無法較好的控制碳化物的析出階段，尤其對超標準的大截面鍛件，細化晶粒效果 差，冷卻速度、均勻性等條件均較差或不受控；包括Nb等元素的碳化物大量析出，使鍛 件機械性能無法保證。

發明內容
為了解決上述問題，本發明設計了一種針對大截面管板的熱處理工藝，包括高 溫淬火、常規淬火、高溫回火三步，高溫細化晶粒的同時，通過快冷快速通過碳化物析 出階段，使碳化物析出大量減少，并穩定在晶粒內部，使后續調質滿足標準要求。本發明的技術方案為大截面鋼管熱處理工藝，包括以下步驟
(1)高溫淬火按功率升溫至650°C，保溫3小時后，按動0°C /小時的速度升溫 至950士 10°C，均溫、保溫14小時后水冷；(2)常規淬火按功率升溫至650°C，保溫3小時后，按動0°C/小時的速度升溫 至920士 10°C，均溫、保溫14小時后水冷；
(3)高溫回火按功率升溫至350°C，保溫3小時后，按動0°C/小時的速度升溫 至650士 10°C，均溫、保溫20小時后空冷。本發明的優點在于高溫擴散細化晶粒的同時，通過特殊高溫溫度下的快冷， 鍛件快速通過C化物析出階段，使C化物析出大量減少，并穩定在晶粒內部，尤其解決 了較難溶、且極易析出的Nb的C化物對晶界的影響，使后續調質滿足標準要求。


圖1為本發明實施例的工藝流程圖。
具體實施例方式以下對本發明的優選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優選實施例僅 用于說明和解釋本發明，并不用于限定本發明。本工藝過程中使用設備情況如下
(1)鍛件加熱保溫1000KW臺車式電阻爐；
(2)鍛件吊裝主勾承載32T的行車；
(3)鍛件冷卻容積為132噸的水槽。如圖1所示，超標準大截面壓力容器管板熱處理工藝，包括以下步驟
(1)高溫淬火按功率升溫至650°c，保溫3小時后，按動0°C/小時的速度升溫 至950士 10°C，均溫、保溫14小時后水冷；
(2)常規淬火按功率升溫至650°C，保溫3小時后，按動0°C/小時的速度升溫 至920士 10°C，均溫、保溫14小時后水冷；
(3)高溫回火按功率升溫至350°C，保溫3小時后，按動0°C/小時的速度升溫 至650士 10°C，均溫、保溫20小時后空冷。按照本發明的工藝所生產產品為壓力容器常用材料20MnMoNb超 標準大截面管板(公稱厚度大于壓力容器標準上限)的調質工藝。鍛件尺寸為 Φ 2000- Φ 2800 X 500-600 (單位 mm)，鍛件最大毛重約 30T。國家行業標準JB4726-2000《壓力容器用碳素鋼和低合金鍛件》標準中 20MnMoNb材料公稱厚度要求里，最大公稱厚度為500mm。此工藝滿足了公稱厚度為> 500mm，最大可達600mm的20MnMoNb材料壓力容器鍛件的熱處理要求。最后應說明的是以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發 明，盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，對于本領域的技術人員來說，其 依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等 同替換。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包 含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.超標準大截面壓力容器管板熱處理工藝，其特征在于包括以下步驟(1)高溫淬火按功率升溫至650°c，保溫3小時后，按動0°C/小時的速度升溫 至950士 10°C，均溫、保溫14小時后水冷；(2)常規淬火按功率升溫至650°C，保溫3小時后，按動0°C/小時的速度升溫 至920士 10°C，均溫+保溫14小時后水冷；(3)高溫回火按功率升溫至350°C，保溫3小時后，按動0°C/小時的速度升溫 至650士 10°C，均溫+保溫20小時后空冷。
全文摘要
本發明公開了一種超標準大截面壓力容器管板熱處理工藝，包括高溫淬火、常規淬火、高溫回火三步。高溫細化晶粒的同時，通過快冷快速通過C化物析出階段，使C化物析出大量減少，并穩定在晶粒內部，使后續調質滿足標準要求。通過本工藝加工的鍛件機械性能均能達到要求。本發明的優點在于高溫擴散細化晶粒的同時，通過特殊高溫溫度下的快冷，鍛件快速通過C化物析出階段，使C化物析出大量減少，并穩定在晶粒內部。尤其解決了較難溶、且極易析出的Nb的C化物對晶界的影響，使后續調質滿足標準要求。
文檔編號C21D9/14GK102021304SQ201010575280
公開日2011年4月20日 申請日期2010年12月7日 優先權日2010年12月7日
發明者鄧軍 申請人:無錫宏達重型鍛壓有限公司