一種鍋爐容器用Q345R鋼板及其正火熱處理方法與流程

2023-06-04 08:45:06 1

本發明屬於冶金技術領域，具體涉及一種鍋爐容器用q345r鋼板及其正火熱處理方法。

背景技術：

目前q245r、q345r、q370r、18mnmonbr、13mnnimor、15crmor等系列壓力容器用鋼板，被廣泛用於製造中高溫工業鍋爐和電站鍋爐的鍋爐容器、壓力容器、精密部件製造等。特別是q345r鋼板，作為低溫及高溫壓力容器用低合金結構鋼，由於該類鋼板具有高純淨度、高韌性、高內在質量、高技術要求的特點，被大量應用在各類鍋爐容器的生產製造中。

近年來，各種用於製造鍋爐設備的中高溫壓力容器用鋼得到迅猛發展，市場對此類容器鋼板的需求量與日俱增，寬厚板用戶對寬厚鋼板使用條件提出越來越嚴苛的要求，比如，對q345r鋼板提出板厚1/2處-30℃衝擊韌性，同時規定鋼板交貨態、最小模焊態、最大模焊態三套性能均滿足技術條件要求；對鋼板交貨態維氏硬度進行了不大於200hv的規定；並且部分鋼板更要滿足模擬封頭熱成型以及模擬筒體熱成型的性能。這在以前都是沒有要求過的或是要求沒有這麼嚴格，這些要求直接給此類鋼板組織生產帶來很大難度。

目前國內生產該種壓力容器用鋼板的綜合力學性能不佳，使用效果不理想，不能滿足日益增長的市場需求。常規的q345r鋼板熱處理制度由簡單的正火空冷完成，性能不合（尤其同批多套力學性能不能同時滿足）現象較多。為了滿足q345r鋼板更加複雜性能的要求，設計和研製更加有效及合理的正火熱處理工藝顯得尤為緊張和必要。

技術實現要素：

本發明的目是提供一種鍋爐容器用q345r鋼板；本發明還提供一種鍋爐容器用q345r鋼板的正火熱處理方法。

為解決上述技術問題，本發明採用如下技術方案：一種鍋爐容器用q345r鋼板，所述鋼板主要化學成分組成及質量百分含量為：c：0.17～0.20%，si：0.25～0.55%，mn：1.45～1.60%，p≤0.015%，s≤0.005%，alt：0.025～0.050%，餘量為fe和不可避免的雜質。

本發明所述鋼板化學成分組成還包括以下元素中的一種或幾種：nb：0.010～0.040%，v：0.020～0.050%，cr：0.10～0.20%。

本發明所述鋼板厚度為8-250mm。

本發明所述鋼板的內部組織為鐵素體+珠光體+貝氏體。

本發明所述鋼板力學性能在不同交貨狀態下的屈服強度均≥380mpa，抗拉強度在500～600mpa，延伸率≥25%，-40～20℃不同衝擊溫度下的夏比衝擊功均≥100j。

本發明還提供一種鍋爐容器用q345r鋼板的正火熱處理方法，所述方法包括加熱保溫和加速冷卻工藝。

本發明所述加熱保溫工藝，在熱處理爐內進行，保溫溫度為880～920℃，總加熱時間≥2.5min/mm×h，h為鋼板厚度，單位為mm。

本發明所述加速冷卻工藝，當h≤25mm時，出爐空冷；當25mm＜h≤40mm時，出爐適度水冷，水冷返紅溫度≥680℃；當40mm＜h≤70mm時，nac出水表面溫度≥550℃，返紅溫度650～700℃；當70mm＜h≤120mm時，nac出水表面溫度≥500℃，返紅溫度620～680℃；當h＞120mm時，出水表面溫度≥500℃，返紅溫度630～750℃；h為鋼板厚度，單位為mm。

本發明所述加熱保溫工藝，在加熱保溫過程中，當h＞120mm時，鋼板正火在車底爐或外機爐進行，總保溫時間為1.8～2.2min/mm×h，h為鋼板厚度，單位為mm。

本發明所述加速冷卻工藝，在加速冷卻過程中，當h＞120mm時，鋼板出爐入水冷卻時間≤5min，h為鋼板厚度，單位為mm。

本發明依據國家標準gb713-2014中制定的q345r鋼板標準進行，優化了鋼板中各元素組分及配比，保證了鋼板不同狀態下的各項力學性能高標準滿足國家標準。並且本發明對鋼板的正火熱處理工藝進行了改進，優化了正火加熱保溫和加速冷卻過程，使得經本發明熱處理後鋼板的力學性能得到了進一步的提高，而且還滿足模擬焊後狀態、模擬熱成型狀態的力學性能要求。

本發明突出特點在於：基於鋼板不同的厚度以及不同狀態性能的要求，在所設計的化學成分基礎上，正火後採用不同的冷卻工藝，保證珠光體形核率，抑制鐵素體長大，進而細化組織提高鋼板屈服強度、衝擊韌性等性能，有效避免了由於加速冷卻工藝不當，出現異常組織，殘餘應力增加，力學性能變差等問題。解決了現有技術所存在的不能滿足不同狀態的力學性能要求、產能較低、反覆挽救等問題。

採用上述技術方案產生的有益效果在於：1、本發明化學成分以碳、錳為基礎，降低合金使用量，節約成本。2、本發明針對不同板厚及性能要求，正火工藝靈活，有效保證鋼板加熱及冷速效果，使鋼板表面與心部組織更加均勻，減少殘餘應力，降低開裂的危險性。3、本發明生產產品滿足交貨態、模擬焊後狀態、模擬熱成型狀態的力學性能要求，各項力學性能有相當大的富裕量，可廣泛用於各類鍋爐的製造。4、本發明通過適合的成分設計、合理的加熱保溫和加速冷卻的熱處理工藝，得到內部組織為均勻細小的鐵素體+珠光體+貝氏體，且鋼板組織均勻、細小、非金屬夾雜極微，保證了鋼板具有良好的綜合力學性能，滿足了複雜的市場需求。5、本發明生產鋼板力學性能在不同交貨狀態下的屈服強度≥380mpa，抗拉強度在500～600mpa，延伸率≥25%，-40～20℃不同衝擊溫度下的夏比衝擊功均≥100j。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明作進一步詳細的說明。

實施例1

本實施例鍋爐容器用q345r鋼板厚度為8mm，其化學成分組成及質量百分含量為：c：0.17%，si：0.45%，mn：1.45%，p：0.012%，s：0.005%，alt：0.025%，餘量為fe和不可避免的雜質。