專利名稱：一種細晶粒奧氏體鋼管彎頭的熱處理工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋼管彎頭的熱處理工藝，具體地，涉及一種細晶粒奧氏體鋼管彎頭的熱處理工藝。
背景技術(shù)：
隨著國內(nèi)電站鍋爐行業(yè)的迅速發(fā)展，鍋爐的蒸汽溫度和壓力越來越高，對高溫耐熱材料的性能也有了更高的要求，使得細晶粒奧氏體不銹鋼得到了大量的應(yīng)用。與普通奧氏體不銹鋼相比，細晶粒奧氏體不銹鋼具有更好的高溫持久強度和耐高溫蒸汽氧化性能。細晶粒是提高奧氏體不銹鋼抗高溫蒸汽氧化性能的保障，通過細晶化處理，可以提高蒸汽氧化過程中Cr元素向表面擴散的通道，使得鋼管表面更容易形成一層致密的氧化膜，從而阻礙鋼管進一步氧化，因此在鍋爐部件的制造過程中必須控制好細晶粒奧氏體不銹鋼的晶粒度。在實際的制造過程中，需要對細晶粒奧氏體不銹鋼鋼管進行彎管加工，而為了消除彎管的殘余應(yīng)力，彎后需進行固溶處理。但細晶粒奧氏體不銹鋼鋼管的彎頭在固溶處理過程中不可避免地會發(fā)生再結(jié)晶。再結(jié)晶能有效地消除彎頭的內(nèi)應(yīng)力，消除塑性變形所導致的各種性能變化。再結(jié)晶后的晶粒度與熱處理溫度、時間以及彎管變形量有密切的關(guān)系， 熱處理溫度越高，時間越長，彎管變形量越接近臨界變形量，再結(jié)晶后的晶粒越粗大。對彎管而言，彎頭的外側(cè)擁有最大拉伸變形，內(nèi)側(cè)擁有最大壓縮變形，并沿著管周向兩側(cè)翼變形量逐漸減小到零。彎頭在熱處理過程中，兩側(cè)翼變形量接近臨界變形量的位置晶粒會急劇長大，粗大的晶粒不僅影響鋼管的力學性能，同時也降低該處的抗高溫氧化性能。解決這一問題的方法主要是通過熱處理工藝試驗，挑選合適的熱處理工藝，防止熱處理過程中晶粒長大，消除彎曲變形產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。目前國內(nèi)還沒有良好的能解決這一問題的熱處理工藝，因此迫切需要發(fā)明一種新的熱處理工藝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于細晶粒奧氏體鋼管彎頭的熱處理工藝，既能有效地消除彎管后的內(nèi)應(yīng)力，又能有效地控制晶粒度，在制造過程中保留細晶粒奧氏體不銹鋼的優(yōu)良性能。為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種細晶粒奧氏體鋼管彎頭的熱處理工藝，該熱處理工藝包含在熱處理爐中將細晶粒奧氏體鋼管彎頭在900 1050°C進行2 120min 的熱處理后出爐冷卻。上述的細晶粒奧氏體鋼管彎頭的熱處理工藝，其中，所述的冷卻方式采用空氣冷卻或者水冷卻。熱處理過程具體是指，將熱處理爐升溫到實際熱處理溫度，然后將彎頭放入熱處理爐中，待爐溫再次升到實際熱處理溫度開始計時，保溫到規(guī)定時間，將彎頭取出，進行空氣冷卻或者水冷卻。在熱處理過程結(jié)束后還應(yīng)進行彎頭硬度和晶粒度的檢測，確定所得彎頭是否滿足晶粒度細于7級、硬度彡200HV10的要求，其中HV表示維氏硬度、HVlO即為硬度測試的試驗條件是載荷IOkg的維氏硬度。本發(fā)明提供的細晶粒奧氏體鋼管彎頭的熱處理工藝，是通過一系列熱處理溫度和熱處理時間的正交試驗得到的，在900至1150°C范圍內(nèi)每隔50°C取一溫度，在2-120min內(nèi)選取anin、30min、60min、120min的熱處理時間對彎頭進行熱處理，然后對熱處理后彎頭各處的硬度和晶粒度進行試驗分析，得到900 1050°C溫度范圍，配合2 120min的保溫時間對彎頭應(yīng)力消除和性能保證較為有利。本發(fā)明提供的細晶粒奧氏體鋼管彎頭的熱處理工藝具有以下優(yōu)點
該熱處理工藝針對細晶粒奧氏體鋼彎頭，防止熱處理過程中晶粒長大，消除彎曲變形產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，熱處理之后，彎頭晶粒度細于7級，硬度< 200HV10，均能滿足標準對原材料的要求。與現(xiàn)有熱處理標準規(guī)定的固溶熱處理相比，本熱處理工藝溫度范圍相對較低，有利于抑制彎頭晶粒長大，提高彎頭性能，同時節(jié)約生產(chǎn)成本。


圖1為本發(fā)明的細晶粒奧氏體鋼管彎頭的熱處理工藝處理后彎頭的金相組織圖。圖2為本發(fā)明的細晶粒奧氏體鋼管彎頭的熱處理工藝處理后彎頭的硬度測試位置示意圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步地說明。本發(fā)明提供的細晶粒奧氏體鋼管彎頭的熱處理工藝，該熱處理工藝包含在熱處理爐中將細晶粒奧氏體鋼管彎頭在900 1050°C進行2 120min的熱處理后出爐冷卻，冷卻方式采用空氣冷卻或者水冷卻。本實施例中采用的熱處理溫度為950°C，保溫30min，空氣冷卻。本實施例中所用的細晶粒奧氏體不銹鋼彎頭采用Super304H奧氏體不銹鋼，其化學成分見表1。表1 細晶粒奧氏體不銹鋼彎頭的化學成分(Wt%)。
權(quán)利要求
1.一種細晶粒奧氏體鋼管彎頭的熱處理工藝，其特征在于，該熱處理工藝包含在熱處理爐中將細晶粒奧氏體鋼管彎頭在900 1050°C進行2 120min的熱處理后出爐冷卻。
2.如權(quán)利要求1所述的細晶粒奧氏體鋼管彎頭的熱處理工藝，其特征在于，所述的冷卻方式采用空氣冷卻或者水冷卻。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種細晶粒奧氏體鋼管彎頭的熱處理工藝，該熱處理工藝包含在熱處理爐中將細晶粒奧氏體鋼管彎頭在900～1050℃進行2～120min的熱處理后出爐冷卻，冷卻方式采用空氣冷卻或者水冷卻。在熱處理過程結(jié)束后還要進行彎頭硬度和晶粒度的檢測。本發(fā)明提供的熱處理工藝既能有效地消除彎管后的殘余應(yīng)力，又能有效地控制晶粒度，在制造過程中保留細晶粒奧氏體不銹鋼的優(yōu)良性能，同時節(jié)約生產(chǎn)成本。
文檔編號C21D9/08GK102492821SQ20111045442
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月30日
發(fā)明者李寶虎, 王崇斌, 金用強 申請人:上海鍋爐廠有限公司