本发明专利技术公开了一种降低2.25Cr‑1Mo钢回火脆化倾向的方法，所述方法包括钢中合金元素及有害元素的控制，钢板轧制时采用低速大压下量热轧直接成材及轧后水冷工艺，热处理时在保证钢板性能的前提下降低正火温度，回火过程中提高升温及降温速度。采用以上工艺生产的2.25Cr‑1Mo钢，钢板屈服强度350‑450MPa，抗拉强度550‑650MPa，钢板性能稳定，钢板J系数≤80%，X系数≤10ppm，钢板进行步冷脆化试验，试验结果VTr54+2.5△VTr54≤‑40℃，表现出良好的抗回火脆化能力。
Methods to reduce the temper embrittlement tendency of 2.25Cr-1Mo steel
【技术实现步骤摘要】
降低2.25Cr-1Mo钢回火脆化倾向的方法
本专利技术属于钢铁冶金
，具体涉及降低2.25Cr-1Mo钢回火脆化倾向的方法。
技术介绍
近年来随着对石油产品的高质量要求，加氢精制及加氢裂化被各炼油厂广泛应用，2.25Cr-1Mo钢是应用十分广泛的高温压力容器用钢，经常被用于制造加氢反应器、热高压分离器等设备，而这些设备的工作条件十分苛刻，工作时常处于高温、高压、强腐蚀等环境中，一旦发生事故，后果将不可想象。回火脆化产生脆性断裂一般是引起设备事故的主要原因，钢材的回火脆化温度一般在380-580℃之间，而加氢反应器及热高压分离器等设备的工作温度恰在这个范围之内，设备长期在该温度范围内工作时，易产生回火脆化现象，导致脆性断裂的发生。脆性断裂前即无可见的宏观塑性变形，又无其他征兆，常规点检无法及时提前发现事故，并且设备一旦开裂，高温高压使裂纹扩展迅速，造成整体开裂或大的裂口，并可能伴随产生金属碎片，容易导致严重事故。因此对于加氢反应器及热高压分离器而言，减少其回火脆化倾向，提高设备的抗回火脆化能力至关重要。有研究表明，Cr-Mo钢的回火脆化与P、As、Sn及Sb元素有密切关系，Cr-Mo钢长期在脆化温度区间内工作时，以上所述元素有足够的时间向晶界偏聚，从而降低晶界的断裂强度，增大了脆化倾向，而Si及Mn元素促进了以上元素的偏聚，促进了钢板的回火脆化。钢板的显微组织对钢板回火脆化也有一定的影响，细化晶粒有利于减少钢板淬火脆化倾向。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供降低2.25Cr-1Mo钢回火脆化倾向的方法。一种降低2.25Cr-1Mo钢回火脆化倾向的方法，所述方法包括钢中影响回火脆化合金元素及有害元素的控制、钢板的轧制及热处理过程控制等步骤：钢板热处理：（1）钢板正火工序：钢板正火时采用降低正火温度及加速冷却工艺，正火温度900-920℃，保温PLC+15-20min，之后入水15-20min降至室温。（2）钢板回火工序：钢板回火时提高升温及降温速度，升温速度120-150℃/h，加热到690-710℃，保温120-180min，之后喷水雾100-150min降至室温。钢板的轧制工序：坯料加热温度1230-1250℃，轧制时道次压下量23-28mm，热轧直接成材，轧后39-45s内入水冷却，冷却后返红温度780-810℃。钢中合金元素及有害元素控制：（1）P元素的控制：电炉冶炼时控制出钢温度1500-1530℃，炉渣碱度3.0-3.4，炉渣中FeO含量28-32%，以保证电炉出钢后P含量≤0.004%；进入精炼炉后加入3-5kg/t钢石灰进一步脱P，确保加合金前P含量≤0.001%；保证冶炼完后成品P含量0.004-0.006%。（2）As、Sn及Sb元素的控制：冶炼时添加钢水量≤45%，确保电炉出钢后As≤0.003%、Sn≤0.002%、Sb≤0.001%，保证冶炼完后成品As≤0.004%、Sn≤0.004%、Sb≤0.004%。（3）Si、Mn元素的控制：在保证钢板性能的前提下，控制Mn含量0.35-0.45%，Si含量0.1-0.15%。采用上述工艺生产的2.25Cr-1Mo钢，钢板屈服强度350-450MPa，抗拉强度550-650MPa，钢板性能稳定。钢板J系数≤60%，X系数≤10ppm，钢板进行步冷脆化试验，试验结果VTr54+2.5△VTr54≤-40℃，钢板表现出良好的抗回火脆化能力。本专利技术2.25Cr-1Mo钢板标准参考ASTMA387，X系数、J系数计算参考ASTMA387，步冷脆化试验标准参考API934。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1）采用上述方法生产的2.25Cr-1Mo钢板X系数、J系数均较低，步冷脆化试验结果良好，表现出良好的抗回火脆化能力；2）采用上述方法生产的2.25Cr-1Mo钢板性能稳定，且距标准值有较多余量；3）上述生产方法仅对生产工艺进行创新，未增加设备投入，生产成本较低。本专利技术所述的减少2.25Cr-1Mo钢回火脆化倾向的方法，方法中合金元素及有害元素的控制中，减少P、As、Sn、Sb等引起回火脆化的元素，并在保证钢板性能的前提下减少Si、Mn等促进回火脆化的元素，可以减少引起回火脆化元素在设备服役过程中向晶界富集，减少钢板回火脆化倾向。方法中钢板轧制工序，轧制时采用低速大压下热轧直接成材，并轧后控冷，可以起到细化晶粒的作用，晶粒细化可以减少钢板回火脆化倾向。方法中钢板的热处理工序，正火时降低正火温度，可以防止晶粒长大，回火时提高升温及降温速度，可以有效避开回火脆化温度区间，从而减少钢板回火脆化倾向。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步详细的说明。实施例1采用该方法生产的2.25Cr-1Mo钢板，钢板成分满足ASTMA387规定。1、钢中影响回火脆化合金元素及有害元素的控制工序：电炉炼钢时控制出钢温度1530℃，炉渣碱度3.4，炉渣中FeO含量32%，确保电炉出钢时P含量0.004%，进入精炼炉后加入石灰5kg/t钢进一步脱P，确保加合金前P含量0.001%，冶炼完成后成品P含量0.006%。冶炼时添加钢水量45%，确保电炉出钢后As含量0.003%，Sn含量0.002%，Sb含量0.001%，保证冶炼完成后成品As含量0.004%，Sn含量0.004%，Sb含量0.004%。在保证钢板性能的前提下控制Mn含量0.45%，Si含量0.15%。2、钢板轧制过程：坯料加热温度1250℃，轧制时道次压下量28mm，热轧直接成材，轧后45s入水冷却，冷却后返红温度810℃。3、钢板热处理过程：钢板正火温度920℃，保温PLC+15min，之后入水20min降至室温。钢板回火时升温速度150℃/h，回火温度710℃，保温120min，之后喷水雾120min降至室温。本实施例2.25Cr-1Mo钢板，钢板屈服强度、抗拉强度、J系数、X系数，步冷脆化试验结果如表1所示。实施例2采用该方法生产的2.25Cr-1Mo钢板，钢板成分满足ASTMA387规定。1、钢中影响回火脆化合金元素及有害元素的控制工序：电炉炼钢时控制出钢温度1500℃，炉渣碱度3.0，炉渣中FeO含量28%，确保电炉出钢时P含量0.003%，进入精炼炉后加入石灰3kg/t钢进一步脱P，确保加合金前P含量0.001%，冶炼完成后成品P含量0.004%。冶炼时添加钢水量42%，确保电炉出钢后As含量0.002%，Sn含量0.002%，Sb含量0.001%，保证冶炼完成后成品As含量0.002%，Sn含量0.002%，Sb含量0.001%。在保证钢板性能的前提下控制Mn含量0.35%，Si含量0.1%。2、钢板轧制过程：坯料加热温度1230℃，轧制时道次压下量23mm，热轧直接成材，轧后41s入水冷却本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种降低2.25Cr-1Mo钢回火脆化倾向的方法，所述方法包括钢中影响回火脆化合金元素及有害元素的控制、钢板的轧制及热处理工序控制，其特征在于：所述钢板热处理工序包括以下步骤：/n钢板正火工序：钢板正火时采用降低正火温度及加速冷却工艺，正火温度900-920℃，保温PLC+15-20min，之后入水15-20min降至室温；/n钢板回火工序：钢板回火时提高升温及降温速度，升温速度120-150℃/h，加热到690-710℃，保温120-180min，之后喷水雾100-150min降至室温。/n
【技术特征摘要】
1.一种降低2.25Cr-1Mo钢回火脆化倾向的方法，所述方法包括钢中影响回火脆化合金元素及有害元素的控制、钢板的轧制及热处理工序控制，其特征在于：所述钢板热处理工序包括以下步骤：
钢板正火工序：钢板正火时采用降低正火温度及加速冷却工艺，正火温度900-920℃，保温PLC+15-20min，之后入水15-20min降至室温；
钢板回火工序：钢板回火时提高升温及降温速度，升温速度120-150℃/h，加热到690-710℃，保温120-180min，之后喷水雾100-150min降至室温。
2.根据权利要求1所述的降低2.25Cr-1Mo钢回火脆化倾向的方法，其特征在于：所述钢板的轧制工序，坯料加热温度1230-1250℃，轧制时道次压下量23-28mm，热轧直接成材，轧后39-45s内入水冷却，冷却后返红温度780-810℃。
3.根据权利要求1所述的降低2.25Cr-1Mo钢回火脆化倾向的方法，其特征在于：所述合金元素及有害元素控制，包括以下步骤：
P元素的控制：电炉冶炼时控制出钢温度1500-1530℃，...
【专利技术属性】
技术研发人员：李建朝，李杰，侯敬超，龙杰，庞辉勇，袁锦程，吴艳阳，牛红星，尹卫江，李样兵，王东阳，顾自有，赵紫娟，
申请(专利权)人：舞阳钢铁有限责任公司，
类型：发明
国别省市：河南;41
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