專利名稱：一種大厚度低合金鋼板的正火熱處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋼板的熱處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種大厚度低合金鋼板的正火熱處
理方法。
背景技術(shù)：
正火熱處理是將鋼加熱到Ac3或Acm以上適當(dāng)?shù)臏囟?，保溫一定時(shí)間后冷卻得到鐵素體珠光體組織的熱處理工藝，正火熱處理可以細(xì)化晶粒、消除內(nèi)應(yīng)力、消除魏氏組織和帶狀組織。大多數(shù)低合金鋼都是以正火狀態(tài)交貨，此種熱處理方式常應(yīng)用于此鋼種的實(shí)際生產(chǎn)中，但是常規(guī)的正火熱處理方式只能對(duì)薄規(guī)格的鋼板起到很好的作用，對(duì)于大厚度鋼板來(lái)說(shuō)，經(jīng)過(guò)常規(guī)的正火熱處理后，晶粒度、內(nèi)應(yīng)力和有害組織的改善效果不是很明顯，鋼 板的實(shí)物性能也受到很大的影響，尤其是鋼板中心處的性能很難滿足要求。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種大厚度低合金鋼板的正火熱處理方法，通過(guò)正火后水冷加速冷卻的方式，很好的解決了上述問(wèn)題，尤其適合于厚鋼板的正火。本發(fā)明大厚度低合金鋼板的正火熱處理方法，其步驟如下
(1)加熱正火加熱溫度為89(T920°C；
(2)保溫鋼板厚度彡IOOmm時(shí),在常化爐保溫時(shí)間1.8min/mm ；
鋼板厚度> IOOmm時(shí),在外機(jī)爐保溫時(shí)間2. 0^2. 2min/mm ；
(3)水冷工藝鋼板出加熱爐后及時(shí)入水冷卻，從出爐到開(kāi)始水冷之間的時(shí)間間隔不超過(guò)0. 5min ;當(dāng)鋼板厚度< IOOmm時(shí)，采用輥動(dòng)傳輸、集管噴水層流方式冷卻，開(kāi)啟(T21組水，棍速控制在4m/min 40m/min ;當(dāng)鋼板厚度> IOOmm時(shí),采用水槽冷卻,控制鋼板在水冷卻時(shí)間f8min，控制水槽每小時(shí)換水量100噸左右和控制水溫< 40°C;最終確保鋼板冷速、返紅溫度及冷卻強(qiáng)度適當(dāng)。步驟(3)中所述的集管層流冷卻，控制上下水比為1:2 3，水槽冷卻控制鋼板在水中立放方式，直立在水槽中或傾斜45°或平躺在水槽中，控制鋼板上、下?lián)Q水方式，下表采用攪動(dòng)裝置進(jìn)行攪動(dòng)，減少上下表冷卻速度差。步驟(3)中所述的鋼板冷速彡9°C /s,返紅溫度控制在560°C ^720°C，確保鋼板芯部達(dá)到5°C /s以上的冷速，同時(shí)表面層貝氏體量厚度不超過(guò)3mm，且為極細(xì)貝氏體，晶粒度達(dá)到11級(jí)以上，即組織得到主體鐵素體+珠光體+表面少量極細(xì)貝氏體。既保證鋼板芯部為細(xì)晶粒鋼，同時(shí)適當(dāng)提高整個(gè)板厚方向的強(qiáng)度，確保了鋼板組織、性能的均勻性。本發(fā)明用正火熱處理方式生產(chǎn)的鋼板組分含量為C彡0. 18%，Si彡0.50%，Mn ( I. 60%, P 彡 0. 020%, S 彡 0. 010%, Nb ( 0. 06%, Al :0. 02 0. 06%, Ti ( 0. 03%, V^O. 08%,余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)，得到的組織為鐵素體+珠光體+少量極細(xì)貝氏體。本發(fā)明正火熱處理方式是正火后配以適當(dāng)?shù)乃涔に?，水冷工藝根?jù)鋼板的厚度、強(qiáng)度、質(zhì)量等級(jí)以及合金元素含量來(lái)確定，正火后水冷增加了鋼板的過(guò)冷度，尤其是提高了鋼板芯部的冷卻強(qiáng)度、冷卻速度，提高了鋼板的形核速率，細(xì)化鋼板中心處的組織，保證了鋼板的實(shí)物質(zhì)量，有效解決了大厚度鋼板因冷卻不均造成的組織、性能差異。本發(fā)明正火熱處理方法能夠在加入很少量的合金元素情況下保證鋼板的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度，提高鋼板芯部韌性，使其具有較高的低溫沖擊功，大大降低了生產(chǎn)成本。通過(guò)正火冷卻工藝控制，可節(jié)約合金(Nb、V、Ti)，根據(jù)鋼板厚度和質(zhì)量等級(jí)，節(jié)約合金費(fèi)用20 80 元 /t。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I
本實(shí)施例的大厚度低合金Q345E鋼板的正火熱處理方法，該鋼板的厚度為80mm，鋼板化學(xué)成分如下C 0. 16%, Si 0. 30%, Mn :1. 55%, P :0. 015%, S :0. 005%, Nb :0. 020%, Al O. 045%, Ti 0. 002%, V :0. 006%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。具體步驟為
(1)加熱正火加熱溫度為900°c；
(2)保溫保溫時(shí)間為I.8min/mm ；
(3)水冷工藝鋼板出加熱爐后及時(shí)入水冷卻，從出爐到開(kāi)始水冷之間的時(shí)間間隔為O. 5min ;采用輥動(dòng)傳輸、集管噴水層流方式冷卻，開(kāi)Γ21組水，上下水比為I : 2. 4，控制輥速為24m/min，確保鋼板冷速為9°C /s，返紅溫度為620°C。本實(shí)施例鋼板的力學(xué)性能屈服強(qiáng)度410MPa，抗拉強(qiáng)度550MPa，延伸率28%，-40°C沖擊功200焦耳以上。實(shí)施例2
本實(shí)施例的大厚度低合金S355J2+N鋼板的正火熱處理方式，該鋼板的厚度為180mm，鋼板化學(xué)成分如下C 0. 18%, Si 0. 35%, Mn :1. 50%, P :0. 015%, S :0. 010%, Nb :0. 020%, Al O. 045%, Ti 0. 002%, V :0. 006%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。具體步驟為
(1)加熱正火加熱溫度為920°C；
(2)保溫保溫時(shí)間為2.Omin/mm ；
(3)水冷工藝鋼板出加熱爐后及時(shí)入水冷卻，從出爐到開(kāi)始水冷之間的時(shí)間間隔為
O.3min ;采用水槽冷卻，控制鋼在水冷卻時(shí)間為I. 5min，通過(guò)控制每小時(shí)換水量100噸和水溫40°C，控制鋼板在水中立放方式，采用平躺在水槽中；控制鋼板上、下?lián)Q水方式，下表采用攪動(dòng)裝置進(jìn)行攪動(dòng)，減少上下表冷卻速度差，確保鋼板冷速為8°C /s，返紅溫度為700°C。本實(shí)施例鋼板的力學(xué)性能屈服強(qiáng)度390MPa，抗拉強(qiáng)度540MPa，延伸率31%，-20°C沖擊功120焦耳以上。
權(quán)利要求
1.一種大厚度低合金鋼板的正火熱處理方法，其特征在于，所述的具體步驟如下 (1)加熱正火加熱溫度為890^9200C； (2)保溫:鋼板厚度<IOOmm時(shí),保溫時(shí)間1. 8min/mm ； 鋼板厚度> IOOmm時(shí),保溫時(shí)間2. 0^2. 2min/mm ； (3)水冷工藝鋼板出加熱爐后及時(shí)入水冷卻，從出爐到開(kāi)始水冷之間的時(shí)間間隔不超過(guò)0. 5min ;當(dāng)鋼板厚度< IOOmm時(shí)，采用輥動(dòng)傳輸、集管噴水層流方式冷卻，開(kāi)啟(T21組水，棍速控制在4m/min 40m/min ;當(dāng)鋼板厚度> IOOmm時(shí),采用水槽冷卻,控制鋼板在水冷卻時(shí)間f8min，控制每小時(shí)換水量100噸左右和水溫彡40°C;最終鋼板冷速彡9V /s，返紅溫度為 56(T720°C。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的大厚度低合金鋼板的正火熱處理方法，其特征在于，步驟(3)中所述的集管層流冷卻，控制上下水比為1:2 3 ;水槽冷卻控制鋼板在水中立放方式，直立在水槽中或傾斜45°或平躺在水槽中，控制鋼板上、下?lián)Q水方式，下表采用攪動(dòng)裝置進(jìn)行攪動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的大厚度低合金鋼板的正火熱處理方法，其特征在于，所生產(chǎn)的鋼板的組分含量為C ( 0. 18%, Si ( 0. 50%, Mn ( I. 60%, P 彡 0. 020%, S 彡 0. 010%,Nb ( 0. 06%, Al :0. 02 0. 06%, Ti ( 0. 03%, V 彡 0. 08%，余量為 Fe 和不可避免的雜質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種大厚度低合金鋼板的正火熱處理方法。具體工藝方法為加熱、保溫、冷卻；用本發(fā)明方法制備的鋼板的組分含量為C≤0.18%，Si≤0.50%，Mn≤1.60%，P≤0.020%，S≤0.010%，Nb≤0.06%，Al0.02~0.06%，Ti≤0.03%，V≤0.08%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。根據(jù)鋼板的厚度不同采用不同的保溫時(shí)間和冷卻工藝，當(dāng)鋼板厚度≤100mm時(shí)，保溫時(shí)間為1.8min/mm，采用滾動(dòng)傳輸、集管噴水層流方式冷卻；當(dāng)鋼板厚度＞100mm時(shí)，保溫時(shí)間為2.0~2.2min/mm，采用水槽冷卻方式冷卻。本發(fā)明的正火熱處理工藝，提高了鋼板芯部的冷卻強(qiáng)度、冷卻速度，提高了鋼板的形核速率，細(xì)化鋼板中心處的組織，保證了鋼板的實(shí)物質(zhì)量，有效解決了大厚度鋼板因冷卻不均造成的組織、性能差異，尤其適合于厚鋼板的熱處理工藝。
文檔編號(hào)C21D9/46GK102732696SQ20121018244
公開(kāi)日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月5日
發(fā)明者吳天育, 宋向前, 李紅文, 胡麗周, 賀霄, 韋明 申請(qǐng)人:河北鋼鐵集團(tuán)有限公司, 舞陽(yáng)鋼鐵有限責(zé)任公司