一种15CrMoR钢板的封头热成型工艺的制作方法

文档序号:13811383阅读:1607来源:国知局

本发明涉及一种热成型方法,尤其是一种15crmor钢板的封头热成型工艺。



背景技术:

15crmor钢是低合金耐热钢,通常该钢足够的蠕变及持久强度、高温组织稳定性、高温抗氧化性(耐热性)和良好的加工工艺性。这些特性使得低合金耐热钢广泛应用于发电、石油炼制、化工合成和化肥等行业制造设备。封头是压力容器上的端盖,是压力容器的一个主要承压部件。15crmor作为球形封头母材,在压力容器在生产过程中与拼接焊缝需要经过热冲压成形、调质处理、中间消除应力热处理和最终产品焊后热处理。



技术实现要素:

本发明要解决的技术问题是提供一种效果好的15crmor钢板的封头热成型工艺。

为解决上述技术问题,本发明所采取的技术方案是:其包括热成型、正火、回火工序及焊后热处理工序;所述热成型工序采用空冷的冷却方式,正火工序采用加速冷却的冷却方式。

本发明所述热成型工序:钢板进行加热,保温温度930~950℃,保温时间1~1.2min/mm,钢板出炉后空冷。

本发明所述正火工序:钢板的保温温度为910~925℃,保温时间为1.4~1.6min/mm,钢板出炉后水冷。

本发明所述回火工序:钢板的保温温度为720~740℃,保温时间为1.8~2.0min/mm,钢板出炉后空冷。

本发明所述焊后热处理工序:钢板在炉温≤400℃装炉,以100~120℃/h的速度进行升温至保温温度660~680℃,保温时间为12~14h;然后以100~120℃/h的速度随炉降温至380~400℃,出炉空冷。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于:本发明通过控制工艺过程,有效的保证了压力容器封头的性能,实现了高质量封头的简单制造,可实现大批量生产;采用本方法处理后的钢板屈服强度rel≥295mpa,抗拉强度rm:450~590mpa,板厚1/2处-10℃冲击功≥54j,得到了良好的综合力学性能。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本15crmor钢板的封头热成型工艺所述钢板化学成分组成及质量百分含量为:c0.12~0.16%,si0.17~0.37%,mn0.40~0.70%,p≤0.010%,s≤0.010%,mo0.45~0.55%,cr0.80~1.10%,余量为fe和不可避免的杂质;本工艺包括热成型、正火、回火工序及焊后热处理工序,各工序工艺如下所述。

(1)热成型工序:钢板进行加热,加热至保温温度进行保温,保温温度930~950℃,保温时间1~1.2min/mm钢板厚度,试样出炉后空冷冷却到室温。

(2)正火工序:钢板的保温温度为910~925℃,保温时间为1.4~1.6min/mm钢板厚度,试样出炉后水冷冷却到室温。

(3)回火工序:钢板的保温温度为720~740℃,保温时间为1.8~2.0min/mm钢板厚度,试样出炉后空冷冷却到室温。

(4)焊后热处理工序:钢板在炉温≤400℃装炉,以100~120℃/h的速度进行升温至保温温度660~680℃,保温时间为12~14h;然后以100~120℃/h的速度随炉降温至380~400℃出炉,然后空冷至室温。

实施例1:本15crmor钢板的封头热成型工艺具体如下所述。

本实施例15crmor钢板厚度为50mm,化学成分组成及质量百分含量为:c0.12%,si0.37%,mn0.70%,p0.007%,s0.003%,mo0.50%,cr0.95%,余量为fe和不可避免的杂质。

(1)热成型工序:钢板进行加热,保温温度930℃,保温时间1.2min/mm,出炉后空冷冷却到室温。

(2)正火工序:保温温度为910℃,保温时间为1.6min/mm,出炉后水冷冷却到室温。

(3)回火工序:保温温度为720℃,保温时间为2.0min/mm,出炉后空冷冷却到室温。

(4)焊后热处理工序:钢板在炉温400℃装炉,以100℃/h的速度进行升温至保温温度660℃,保温时间为12h;然后以100℃/h的速度随炉降温至380℃出炉,然后空冷至室温。

本实施例热处理后的钢板经检测:屈服强度rel=395mpa,抗拉强度rm=520mpa,板厚1/2处-10℃冲击功225/257/263j,具有良好的综合力学性能。

实施例2:本15crmor钢板的封头热成型工艺具体如下所述。

本实施例15crmor钢板厚度为56mm,化学成分组成及质量百分含量为:c0.16%,si0.25%,mn0.51%,p0.006%,s0.004%,mo0.45%,cr0.80%,余量为fe和不可避免的杂质。

(1)热成型工序:钢板进行加热,保温温度945℃,保温时间1.1min/mm,出炉后空冷冷却到室温。

(2)正火工序:保温温度为920℃,保温时间为1.5min/mm,出炉后水冷冷却到室温。

(3)回火工序:保温温度为730℃,保温时间为1.9min/mm,出炉后空冷冷却到室温。

(4)焊后热处理工序:钢板在炉温350℃装炉,以110℃/h的速度进行升温至保温温度660℃,保温时间为13h;然后以110℃/h的速度随炉降温至390℃出炉,然后空冷至室温。

本实施例热处理后的钢板经检测:屈服强度rel=405mpa,抗拉强度rm=523mpa,板厚1/2处-10℃冲击功197/205/246j,具有良好的综合力学性能。

实施例3:本15crmor钢板的封头热成型工艺具体如下所述。

本实施例15crmor钢板厚度为70mm,化学成分组成及质量百分含量为:c0.13%,si0.25%,mn0.50%,p0.007%,s0.003%,mo0.55%,cr1.10%,余量为fe和不可避免的杂质。

(1)热成型工序:钢板在小型电炉进行加热,保温温度950℃,保温时间1min/mm,出炉后空冷冷却到室温。

(2)正火工序:保温温度为925℃,保温时间为1.4min/mm,出炉后水冷冷却到室温。

(3)回火工序:保温温度为740℃,保温时间为1.8min/mm,出炉后空冷冷却到室温。

(4)焊后热处理工序:钢板在炉温300℃装炉,以120℃/h的速度进行升温至保温温度680℃,保温时间为14h;然后以120℃/h的速度随炉降温至400℃出炉,然后空冷至室温。

本实施例热处理后的钢板经检测:屈服强度rel=389mpa,抗拉强度rm=502mpa,板厚1/2处-10℃冲击功275/248/259j,具有良好的综合力学性能。

实施例4:本15crmor钢板的封头热成型工艺具体如下所述。

本实施例15crmor钢板厚度为60mm,化学成分组成及质量百分含量为:c0.14%,si0.31%,mn0.40%,p0.008%,s0.010%,mo0.48%,cr1.03%,余量为fe和不可避免的杂质。

(1)热成型工序:钢板在小型电炉进行加热,保温温度940℃,保温时间1.2min/mm,出炉后空冷冷却到室温。

(2)正火工序:保温温度为915℃,保温时间为1.5min/mm,出炉后水冷冷却到室温。

(3)回火工序:保温温度为735℃,保温时间为2.0min/mm,出炉后空冷冷却到室温。

(4)焊后热处理工序:钢板在炉温380℃装炉,以105℃/h的速度进行升温至保温温度670℃,保温时间为13.5h;然后以115℃/h的速度随炉降温至390℃出炉,然后空冷至室温。

本实施例热处理后的钢板经检测:屈服强度rel=393mpa,抗拉强度rm=516mpa,板厚1/2处-10℃冲击功246/224/231j,具有良好的综合力学性能。

实施例5:本15crmor钢板的封头热成型工艺具体如下所述。

本实施例15crmor钢板厚度为65mm,化学成分组成及质量百分含量为:c0.15%,si0.17%,mn0.61%,p0.010%,s0.007%,mo0.52%,cr0.89%,余量为fe和不可避免的杂质。

(1)热成型工序:钢板在小型电炉进行加热,保温温度935℃,保温时间1.1min/mm,出炉后空冷冷却到室温。

(2)正火工序:保温温度为920℃,保温时间为1.4min/mm,出炉后水冷冷却到室温。

(3)回火工序:保温温度为725℃,保温时间为1.9min/mm,出炉后空冷冷却到室温。

(4)焊后热处理工序:钢板在炉温330℃装炉,以115℃/h的速度进行升温至保温温度665℃,保温时间为12.5h;然后以105℃/h的速度随炉降温至400℃出炉,然后空冷至室温。

本实施例热处理后的钢板经检测:屈服强度rel=397mpa,抗拉强度rm=511mpa,板厚1/2处-10℃冲击功219/218/238j,具有良好的综合力学性能。

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