一种适用于制造电站锅炉用厚壁钢管的热处理工艺制造技术

本申请涉及厚壁钢管制造技术的领域，具体公开了一种适用于制造电站锅炉用厚壁钢管的热处理工艺，该热处理工艺包括以下步骤：S1、将出炉后的钢管在空气中预冷3

【技术实现步骤摘要】
一种适用于制造电站锅炉用厚壁钢管的热处理工艺


[0001]本申请涉及厚壁钢管制造技术的领域，尤其是涉及一种适用于制造电站锅炉用厚壁钢管的热处理工艺。

技术介绍

[0002]12Cr1MoVG钢是电站锅炉用量最大的低合金耐热钢，该钢主要采用Cr、Mo合金元素进行固溶强化，并加入一定量的V元素与C元素结合形成VC等碳化物进行弥散强化，其组织结构稳定且具有较高的持久强度,主要用于制作高压锅炉壁温≤580℃的过热器管以及管温≤580℃的集箱管、蒸汽导管和主蒸汽管等。
[0003]常规生产的热处理工艺按GB/T5310
‑
2017执行,对于壁厚≥30mm的钢管采用正火+回火或淬火+回火的工艺，正火后应快速冷却。
[0004]针对上述中的相关技术，专利技术人在实际生产中发现：厚壁12CrlMoVG钢管经常规“正火+回火”处理后钢管的冲击韧性、稳定性较差，其性能随热处理工艺波动的问题更加突出。若按标准要求采用调质工艺处理后，会出现表面硬度和强度超上限的情况，且伸长率等塑性指标较低，钢管的综合性能较差。

技术实现思路

[0005]为了提高厚壁钢管的综合性能，本申请提供一种适用于制造电站锅炉用厚壁钢管的热处理工艺。
[0006]本申请提供的一种适用于制造电站锅炉用厚壁钢管的热处理工艺，采用如下的技术方案：一种适用于制造电站锅炉用厚壁钢管的热处理工艺，包括以下步骤：S1、将出炉后的钢管在空气中预冷3
‑
16min；S2、将步骤S1中预冷后的钢管冷却2
‑
9min,冷却速度大于0.75℃/s；S3、将步骤S2中冷却后的钢管在空气中自然冷却至常温。
[0007]通过采用上述技术方案，钢的奥氏体化后的冷却速度对其组织结构均有较大的影响,本申请中的钢管优选为12Cr1MoVG钢管，先将钢管在空气中预冷3
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16min，使得钢管降温至750℃
‑
800℃，析出铁素体，避免出现表面硬度超上限，再控制冷却速度，使12Cr1MoVG钢管在中温区发生组织转变，保持大于0.75℃/S冷却速度将钢管降温至400℃
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500℃，又可获得珠光体和部分贝氏体组织；由此方法制备出的钢管，其金相组织含有比例优化的贝氏体、铁素体和珠光体，具有良好的力学性能和高温蠕变性能。步骤S2中的冷却速度进一步优选为大于1℃/s，再进一步优选为大于2℃/s。
[0008]优选的，步骤S2中通过对钢管喷水进行冷却。
[0009]通过采用上述技术方案，采用喷水的方式对钢管进行快速冷却，冷却效果佳，成本低，且便于操作。
[0010]优选的，所述钢管壁厚为30mm≤S≤50mm，当空气温度≤15℃时，步骤S1中预冷时
间为3
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5min，步骤S2中冷却时间为2
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3min，当空气温度＞15℃时，步骤S1中预冷时间为4
‑
6min，步骤S2中冷却时间为3
‑
4min。
[0011]通过采用上述技术方案，对于壁厚为30mm≤S≤50mm的钢管，预冷时间和喷水冷却时间均控制的较短，在环境温度不高于15℃时，预冷时间仅为3
‑
5min，喷水冷却时间仅为2
‑
3min，即可得到屈服强度为400MPa左右、抗拉强度高于500MPa、延伸率约为28％、冲击性能和硬度均稳定的钢管；在环境温度高于15℃时，预冷时间仅为4
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6min，喷水冷却时间仅为3
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4min，所得钢管的屈服强度、抗拉强度和延伸率也均较高、冲击性能和硬度均稳定，钢管性能良好。
[0012]优选的，所述钢管壁厚为50mm＜S≤70mm，当空气温度≤15℃时，步骤S1中预冷时间为5
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7min，步骤S2中冷却时间为3
‑
4min，当空气温度＞15℃时，步骤S1中预冷时间为6
‑
8min，步骤S2中冷却时间为4
‑
5min。
[0013]通过采用上述技术方案，对于壁厚为50mm＜S≤70mm的钢管，在较短的预冷时间和喷水冷却时间内，所得到的钢管具有较高的屈服强度、抗拉强度和延伸率，冲击性能和硬度也较稳定，钢管的金相组织含有铁素体、珠光体和贝氏体，并且铁素体的晶粒度和贝氏体图案的尺寸细小且均匀，所得钢管具有较为理想的金相组织。
[0014]优选的，所述钢管壁厚为70mm＜S≤90mm，当空气温度≤15℃时，步骤S1中预冷时间为7
‑
9min，步骤S2中冷却时间为4
‑
5min，当空气温度＞15℃时，步骤S1中预冷时间为8
‑
10min，步骤S2中冷却时间为5
‑
6min。
[0015]通过采用上述技术方案，对于壁厚为70mm＜S≤90mm的钢管，在较短的预冷时间和喷水冷却时间内，即可得到抗拉强度在510
‑
540MPa之间、延伸率为26％
‑
28％、冲击性能和硬度均稳定的钢管。
[0016]优选的，所述钢管壁厚为90mm＜S≤100mm，当空气温度≤15℃时，步骤S1中预冷时间为9
‑
11min，步骤S2中冷却时间为5
‑
6min，当空气温度＞15℃时，步骤S1中预冷时间为10
‑
12min，步骤S2中冷却时间为6
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7min。
[0017]通过采用上述技术方案，对于壁厚为90mm＜S≤100mm的钢管，根据外界温度的不同，控制不同的预冷和喷水冷却时间，所得到的钢管金相组织较为理想，具有优化比例的贝氏体、铁素体和珠光体组织，具有良好的常温性能和高温蠕变性能。
[0018]优选的，所述钢管壁厚为100mm＜S≤110mm，当空气温度≤15℃时，步骤S1中预冷时间为11
‑
13min，步骤S2中冷却时间为6
‑
7min，当空气温度＞15℃时，步骤S1中预冷时间为12
‑
14min，步骤S2中冷却时间为7
‑
8min。
[0019]通过采用上述技术方案，对于壁厚为100mm＜S≤110mm的钢管，在环境温度不高于15℃时，预冷时间为11
‑
13min，喷水冷却时间仅为6
‑
7min，即可得到屈服强度为470MPa左右、抗拉强度为460
‑
490MPa、延伸率较高、冲击性能和硬度均较稳定的钢管；在环境温度高于15℃时，预冷时间仅为12
‑
14min，喷水冷却时间仅为7
‑
8min，所得到的钢管的屈服强度为460
‑
480MPa，抗拉强度为480MPa左右，延伸率为20％左右、冲击性能和硬度均较稳定。
[0020]优选的，所述钢管壁厚为110mm＜S≤120mm，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于制造电站锅炉用厚壁钢管的热处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：S1、将出炉后的钢管在空气中预冷3
‑
16min；S2、将步骤S1中预冷后的钢管冷却2
‑
9min,冷却速度大于0.75℃/s；S3、将步骤S2中冷却后的钢管在空气中自然冷却至常温。2.根据权利要求1所述的一种适用于制造电站锅炉用厚壁钢管的热处理工艺，其特征在于：步骤S2中通过对钢管喷水进行冷却。3.根据权利要求2所述的一种适用于制造电站锅炉用厚壁钢管的热处理工艺，其特征在于：所述钢管壁厚为30mm≤S≤50mm，当空气温度≤15℃时，步骤S1中预冷时间为3
‑
5min，步骤S2中冷却时间为2
‑
3min，当空气温度＞15℃时，步骤S1中预冷时间为4
‑
6min，步骤S2中冷却时间为3
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4min。4.根据权利要求2所述的一种适用于制造电站锅炉用厚壁钢管的热处理工艺，其特征在于：所述钢管壁厚为50mm＜S≤70mm，当空气温度≤15℃时，步骤S1中预冷时间为5
‑
7min，步骤S2中冷却时间为3
‑
4min，当空气温度＞15℃时，步骤S1中预冷时间为6
‑
8min，步骤S2中冷却时间为4
‑
5min。5.根据权利要求2所述的一种适用于制造电站锅炉用厚壁钢管的热处理工艺，其特征在于：所述钢管壁厚为70mm＜S≤90mm，当空气温度≤15℃时，步骤S1中预冷时间为7
‑
9min，步骤S2中冷却时间为4
‑
5min，当空气温度＞15℃时，步骤S1中预冷时间为8
‑
10min，步骤S2中冷却时间为5
‑
6min。...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐路军，张国忠，黄大兵，毛飞，刘竑，
申请(专利权)人：浙江泰富无缝钢管有限公司，
类型：发明
国别省市：