本發(fā)明涉及一種高壓鍋爐設(shè)備使用的蒸汽管道用管，特別涉及一種用于厚壁12cr1movg高壓鋼管硬度控制的熱處理工藝。
背景技術(shù)：
：我國(guó)現(xiàn)階段的能源主要是以燃煤為主的火力發(fā)電。為了提高發(fā)電效率，節(jié)約一次能源，降低二氧化碳排放，發(fā)展大容量、高參數(shù)的機(jī)組將是一個(gè)必然趨勢(shì)。耐熱鋼管蘊(yùn)含著巨大的市場(chǎng)需求，其中12cr1movg鋼種在機(jī)組建設(shè)中占主導(dǎo)位置，主要應(yīng)用于水冷壁與主蒸汽管道等。隨著鍋爐制造技術(shù)水平的提高，鍋爐發(fā)電設(shè)備的安全取決于能夠生產(chǎn)出滿足工藝要求硬度值的12cr1movg鋼管。中國(guó)專利公開(kāi)號(hào)cn104017976a、發(fā)明名稱為一種12cr1movg高壓管鍛后熱處理工藝，僅提供了鍛后熱處理的一種方法，不適用于軋制后淬火+回火的熱處理工藝。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)壁厚達(dá)到30mm及以上規(guī)格需要進(jìn)行淬火+回火的調(diào)質(zhì)工藝，其硬度較高，存在較多超出硬度上限的問(wèn)題，此時(shí)，若采用二次回火工藝降低產(chǎn)品硬度，其生產(chǎn)成本將大幅增加，而如果采用調(diào)整化學(xué)成分的方式降低硬度則將會(huì)導(dǎo)致壁厚小于30mm的管材硬度值偏低，對(duì)生產(chǎn)組織帶來(lái)不利影響。鋼種12cr1movg厚壁管材采用淬火+回火的熱處理方式生產(chǎn)，由于該鋼為含cr低合金鋼，經(jīng)過(guò)淬火后的硬度高，裂紋敏感性高，不利于室溫加工，同時(shí)對(duì)于高溫抗腐蝕也有很大影響。采用長(zhǎng)時(shí)間回火熱處理工藝能夠達(dá)到降低硬度的目的，但長(zhǎng)時(shí)間的高溫回火存在生產(chǎn)效率低、產(chǎn)品成本高的問(wèn)題。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種通過(guò)采用淬火+回火工藝能夠使鋼管的性能完全滿足gb5310-2008標(biāo)準(zhǔn)對(duì)機(jī)械性能要求的同時(shí)，將12cr1movg厚壁鋼種硬度降低到用戶使用要求范圍內(nèi)的方法。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種用于12cr1movg高壓鋼管軋制后的熱處理工藝，其步驟如下：步驟一，將熱壓后的12cr1movg高壓鋼管于奧氏體化溫度970℃～1020℃下保溫，保溫時(shí)間大于等于60min；步驟二，經(jīng)步驟一保溫結(jié)束后，將12cr1movg高壓鋼管取出，經(jīng)空冷時(shí)間t進(jìn)行空冷，溫度由起始溫度(出爐溫度)降至920～980℃；步驟三，將經(jīng)步驟二空冷后的12cr1movg高壓鋼管進(jìn)行淬火，淬火溫度為820～850℃；步驟四，將經(jīng)步驟三淬火后的12cr1movg高壓鋼管再進(jìn)行高溫回火，回火溫度為720℃～760℃，回火保溫時(shí)間大于等于120min。所述空冷時(shí)間計(jì)算公式為：其中：t：淬火前停留時(shí)間min；k：比例系數(shù)取值范圍1.03×104～1.29×104，min·℃2/mm3/2d：外徑mm；s：壁厚mm；tc：出爐溫度℃；△t：空冷溫差℃。經(jīng)所述步驟二保溫后空冷，鐵素體f析出量控制范圍為30％～55％；經(jīng)步驟三淬火后剩余的奧氏體a組織轉(zhuǎn)變?yōu)樨愂象wb+馬氏體m組織，此時(shí)鐵素體f析出量控制范圍為35％～55％。熱處理后的12cr1movg高壓鋼管常溫下硬度能為170hb～185hb。本發(fā)明的有益效果是：對(duì)傳統(tǒng)工藝進(jìn)行改進(jìn)，在淬火入水之前進(jìn)行空中緩冷工藝，在析出足量的鐵素體f組織后，入水快冷，避免了硬度過(guò)高的問(wèn)題，從而使該鋼種具有良好的室溫加工性能、高溫力學(xué)性能以及低的裂紋敏感性，適合用于高溫、高壓、腐蝕的環(huán)境的高壓鍋爐用管。附圖圖1本發(fā)明熱處理控制組織比例溫度制度示意圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明：一種用于厚壁12cr1movg高壓鍋爐無(wú)縫鋼管硬度控制的熱處理工藝方式與空中停留時(shí)間計(jì)算加以說(shuō)明：生產(chǎn)厚壁12cr1movg高壓鍋爐無(wú)縫鋼管熱處理方法采用淬火+回火熱處理工藝，在進(jìn)水淬火前采用室內(nèi)空中緩冷工藝，在達(dá)到足量鐵素體f析出要求后，進(jìn)水快冷，從而獲得目標(biāo)組織分布狀態(tài)。具體工藝方法為：奧氏體化溫度970℃～1020℃，保溫時(shí)間大于等于60min，空冷起始溫度(出爐溫度)920～980℃，淬火溫度820～850℃，回火采用720℃～760℃進(jìn)行高溫回火，回火保溫時(shí)間大于等于120min。本發(fā)明用于厚壁12cr1movg高壓鍋爐無(wú)縫鋼管硬度控制的熱處理工藝方式與空中停留時(shí)間計(jì)算公式是基于如下：①熱處理工藝對(duì)熱軋后的12cr1movg厚壁鋼管進(jìn)行淬火及回火的熱處理工藝，經(jīng)過(guò)測(cè)定12cr1movg的奧氏體化溫度臨界值ac1在890℃～920℃之間，為保證合金元素充分固溶，將奧氏體化溫度設(shè)定為970℃～1020℃，考慮鋼完全奧氏體化和合金元素完全固溶，保溫時(shí)間大于等于60min，并在達(dá)到保溫時(shí)間后，于920～980℃出爐開(kāi)始緩冷；考慮到鐵素體組織析出量不可過(guò)多，設(shè)定淬火溫度820～850℃，回火采用720℃～750℃進(jìn)行高溫回火，以保證鋼管的室溫強(qiáng)度和硬度在標(biāo)準(zhǔn)和用戶要求范圍內(nèi)(具體要求見(jiàn)實(shí)施例3)，但不能超過(guò)奧氏體化溫度臨界值ac1溫度約760℃，保溫時(shí)間需要適當(dāng)延長(zhǎng)以降低室溫強(qiáng)度和硬度，保溫時(shí)間大于等于120min。②中停留時(shí)間計(jì)算公式：空中緩冷(以下稱空冷)目的在于使鋼管溫度下降，進(jìn)入兩相區(qū)析出足量的鐵素體(f)組織，而如果空冷時(shí)間過(guò)長(zhǎng)則導(dǎo)致溫降過(guò)大，析出鐵素體組織過(guò)量，但如果空冷時(shí)間過(guò)短則導(dǎo)致溫降不足，析出的鐵素體量過(guò)少。因此，需要精確控制空中緩冷時(shí)間。出爐溫度920～980℃開(kāi)始緩冷，在溫度降低至淬火入水溫度820～850℃過(guò)程中，影響冷卻時(shí)間的主要因素為壁厚、外徑與出爐溫度，通過(guò)計(jì)算空冷的時(shí)間公式為：其中：t：淬火前停留時(shí)間，單位：min；k：比例系數(shù)，取值范圍：1.03×104～1.29×104，單位：min·℃2/mm3/2d：外徑，單位：mm；s：壁厚，單位：mm；tc：出爐溫度，單位：℃△t：空冷溫差，單位：℃③熱處理溫控制組織比例制度：如圖1所示，熱軋后的12cr1movg厚壁鋼管在950℃時(shí)進(jìn)行保溫，保溫一段時(shí)間后進(jìn)行空冷，此時(shí)溫度下降，溫度下降后再迅速水冷，溫度繼續(xù)下降，當(dāng)全部吸收了冷卻水是溫度后開(kāi)始升溫到自身溫度。圖中ar1為奧氏體轉(zhuǎn)變終了溫度，ar3為奧氏體開(kāi)始轉(zhuǎn)變溫度。熱處理控制f析出量溫度制度控制中，通過(guò)保溫后空冷工藝，保證f足量析出，然后通過(guò)水淬工藝促使軋件快速冷卻，此時(shí)剩余的奧氏體a組織轉(zhuǎn)變?yōu)樨愂象wb+馬氏體m組織。最終合理的f量控制保證了產(chǎn)品硬度值的合格。實(shí)施例1：設(shè)定以下熱處理工藝，并進(jìn)行熱處理工序：實(shí)施例2：根據(jù)實(shí)施例1中熱處理工藝進(jìn)行熱處理之后，按以下時(shí)間控制冷卻時(shí)間：鋼管規(guī)格，mm出爐溫度，℃停留時(shí)間t，min淬火溫度，℃φ219×309506.8830φ273×359508.2840φ355.6×4095010.7840φ406.4×4595012.2845實(shí)施例3：根據(jù)實(shí)施例1和實(shí)施例2，熱處理后檢測(cè)無(wú)縫鋼管的拉伸和硬度性能均滿足gb5310-2008標(biāo)準(zhǔn)及用戶對(duì)12cr1movg的要求，具體如下：鋼管規(guī)格屈服強(qiáng)度(mpa)抗拉強(qiáng)度(mpa)硬度(hbw)gb5310-2008≥255470～640151～190φ219×30431502176φ273×35423517174φ355.6×40451533179φ406.4×45449531180當(dāng)前第1頁(yè)12