冷成形封頭熱處理方法

2023-05-08 01:25:51 2

冷成形封頭熱處理方法
【專利摘要】本發明公開了一種冷成形封頭熱處理方法，依據變形率選擇處理方式，當dr＜5時採用去應力退火；當dr≥5時採用正火處理，包括升溫、保溫和冷卻三個階段，其升溫速度為150～200℃/h，保溫溫度為890～920℃，保溫時間t=2δ,且t≥20；冷卻方式採用自然冷卻或強制冷卻。本發明的熱處理方法能夠恢復封頭材料的性能，既滿足了標準的要求，又能達到良好的使用效果。
【專利說明】冷成形封頭熱處理方法

【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種合金變形後再進行熱處理來改變物理性的方法，具體涉及一種冷 成形封頭熱處理方法。

【背景技術】
[0002] 常用的壓力容器封頭分為不鏽鋼和碳素鋼，因不鏽鋼延伸率大（A > 40%)成形後 一般不進行去應力熱處理。而常用的碳鋼延伸率比不鏽鋼要小得多，即Q245R僅有A >24%， Q345R的A彡20%。GB150. 4-2011中8. 1. 1規定為"應於成形後進行相應熱處理恢復材料 性能"，在老標準GB150中10. 4. 2規定"應於成形後進行熱處理"，可見新老標準中均為給出 具體的熱處理方法。
[0003] 目前，大部分封頭廠都採用去應力退火進行熱處理。但在實際工作中發現，對於成 形時變形量較大的封頭，雖然採取了退應力退火處理，但在壓力容器的使用過程中還是出 現了裂紋，甚至在封頭與筒體焊接過程中也出現過裂紋。可見行業標準對恢復性能熱處理 並未給出明確的操作指引，尤其是對冷成形相對變形量，即變形率dr (deformation rate) 較大的情況，目前缺少行之有效的去應力處理方式。


【發明內容】

[0004] 發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種冷成形封頭熱處理 方法。
[0005] 技術方案：為解決上述技術問題，本發明提供的冷成形封頭熱處理方法，依據變形 率選擇處理方式，其中變形率 dr=75 5 (1-Rf/R0)/Rf 式中S為板厚，&為成形後中心面半徑，&為成形前中心面半徑，&為封頭成形前曲 率半徑； 當dr < 5時採用去應力退火；當dr彡5時採用正火處理，包括升溫、保溫和冷卻三個 階段， 其中保溫階段的保溫溫度為890?920°C ;保溫時間t=2 δ，且t彡20,其中t的單位 為min, δ的單位為mm ; 在δ <30mm時，所述升溫階段的升溫速度30mm時，所述升溫階段的升溫速度<150°C/h，冷卻階段採用風機強制冷卻。
[0006] 作為優選，所述保溫溫度按照封頭材質選擇，Q245R為890?910°C，Q345R為 900 ?920。。。
[0007] 作為優選，在δ > 30mm時，所述冷卻階段增加霧狀的氣流強冷。
[0008] 有益效果：使用本發明的處理方法熱處理的封頭，能夠恢復材料的性能，既滿足標 準要求，又達到良好的使用效果。
[0009] 除了上面所述的本發明解決的技術問題、構成技術方案的技術特徵以及由這些技 術方案的技術特徵所帶來的優點外，本發明的冷成形封頭熱處理方法所能解決的其他技術 問題、技術方案中包含的其他技術特徵以及這些技術特徵帶來的優點，將結合附圖作出進 一步詳細的說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010] 圖1是本發明實施例1中的正火工藝過程圖； 圖2是本發明實施例2中的正火工藝過程圖。

【具體實施方式】
[0011] 實施例1 : 本實施例是對Q245R碳鋼材料，δ < 30mm的橢圓形封頭冷成形後恢復性能給出熱處 理方案。
[0012] 首先計算封頭的相對變形量，即變形率 dr=75 5 (1-Rf/R0)/Rf δ -封頭鋼板厚度mm Rf -封頭成形後曲面中最小曲率半徑mm Rcr封頭成形前曲率半徑(平板為無窮大）mm 當dr < 5時採用現有的去應力退火方式，即650°C以下，其相關工藝參數根據板厚設 定。
[0013] 當dr彡5時採用以下的正火處理方式，溫度曲線如圖1所示： 1. 升溫速度：< 200°C /h 2. 保溫溫度：890?910°C 3. 保溫時間：按封頭鋼板厚度δ進行核定，2min/mm，最低不低於20min 4. 冷卻方式：空氣自然冷卻 經過以上熱處理的封頭，經測試各項性能已恢復到Q245R板材在冷壓前的初始性能， 即最佳性能，既滿足標準要求，又達到良好的使用效果。
[0014] 實施例2 : 本實施例針對Q345R碳鋼材料，δ > 30mm的橢圓形封頭冷成形後給出熱處理方案。
[0015] 首先計算封頭的相對變形量，即變形率dr。
[0016] 當dr < 5時採用現有的去應力退火方式，S卩650°C以下，其相關工藝參數根據板厚 設定。
[0017] 當dr彡5時採用以下的正火處理方式，溫度曲線如圖2所示： 1. 升溫速度：< 150°C /h 2. 保溫溫度：900?920°C 3. 保溫時間：按封頭鋼板厚度δ進行核定，2min/mm 4. 冷卻方式：用風機強制冷卻，有條件加霧狀的氣流強冷，以保證冷卻速度 經過以上熱處理的封頭，能夠恢復材料的性能，既滿足標準要求，又達到良好的使用效 果。
[0018] 為了對上述熱處理方法的效果進行數據驗證，採用δ =l〇mm的鋼板做模型試驗， 壓制小型封頭，採用本發明的熱處理方法處理後，測定強度，並按GB713標準進行0°C衝 擊試驗，得到數據如下表：

【權利要求】
1. 一種冷成形封頭熱處理方法，依據變形率選擇處理方式，其中變形率 dr=75 5 (1-Rf/R0)/Rf 式中S為板厚，&為成形後中心面半徑，&為成形前中心面半徑，&為封頭成形前曲 率半徑； 當dr < 5時採用去應力退火，其特徵在於：當dr彡5時採用正火處理，包括升溫、保溫 和冷卻三個階段， 其中保溫階段的保溫溫度為890?920°C ;保溫時間t=2 δ，且t彡20,其中t的單位 為min, δ的單位為mm ; 在δ <30mm時，所述升溫階段的升溫速度30mm時，所述升溫階段的升溫速度<150°C/h，冷卻階段採用風機強制冷卻。
2. 根據權利要求1所述的冷成形封頭熱處理方法，其特徵在於：所述保溫溫度按照封 頭材質選擇，Q245R 為 890 ?910°C，Q345R 為 900 ?920°C。
3. 根據權利要求1所述的冷成形封頭熱處理方法，其特徵在於：在δ > 30mm時，所述 冷卻階段增加霧狀的氣流強冷。
【文檔編號】C21D9/00GK104152658SQ201410337661
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月16日 優先權日:2014年7月16日
【發明者】劉學東 申請人:江蘇崑仲機械有限公司