專利名稱：一種特厚鋼板的熱處理方法
技術領域：
本發(fā)明屬于熱處理領域，具體地講，本發(fā)明涉及一種鋼板的淬火熱處理方法，更具體地講，涉及一種厚度在IOOmm以上的特厚合金鋼板的淬火處理方法。
背景技術：
對于合金鋼板而言，淬火工藝控制的難度比較大，這主要是因為:淬火要得到馬氏體，淬火的冷卻速度就必須大于臨界冷卻速度，而快冷總是不可避免地要造成很大的內(nèi)應力，往往會引起鋼板的變形和開裂。尤其是，對于IOOmm以上的特厚鋼板而言，目前受設備冷卻能力的限制，水淬導致鋼板的表心溫差很大，而且隨著鋼板厚度的增加，淬火冷速逐漸減弱，心部冷卻速度不足，組織較表層粗大，出現(xiàn)塊狀先共析鐵素體，達不到良好的淬火效果O目前，國內(nèi)采用輥壓式淬火機對于IOOmm以上特厚鋼板淬火尚無可供參考的經(jīng)驗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于彌補現(xiàn)有技術的不足，提供一種IOOmm以上特厚鋼板的熱處理方法。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種特厚鋼板的熱處理方法，所述熱處理方法包括下述步驟:對鋼板進行拋丸處理，以使鋼板表面 的氧化皮脫落；將拋丸處理后的鋼板置于加熱爐內(nèi)進行加熱，加熱溫度控制在900°C 920°C，鋼板達到預定的溫度后保溫20min 30min,以防止鋼板表面脫碳；對加熱后的鋼板進行淬火冷卻，使鋼板先后通過淬火機的高壓段和低壓段，然后水冷至室溫，其中，使鋼板出加熱爐后快速通過淬火機的高壓段，鋼板在高壓段的運行速度為2.0m/min 3.0m/min,通過時間根據(jù)生產(chǎn)的鋼板長度而定。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，拋丸處理時可以使用直徑為0.8mm 2.0mm的鋼珠,鋼珠的旋轉(zhuǎn)速度可以為80m/s 120m/s。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，對鋼板進行加熱時采用全氮氣保護加熱。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，加熱爐的爐門采用滑軌升降式，加熱爐的爐體與爐門為自動密封，以減小爐內(nèi)的溫度波動。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在對鋼板進行加熱時，加熱速率可以為1.(TC /_
1.40C /mm，具體加熱時間根據(jù)生產(chǎn)的鋼板厚度而定。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，淬火機的高壓段的總水量可以為4525L 4605L，水溫可以為25°C 30°C，水壓彡8巴。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，鋼板在淬火機的低壓段往復擺動，冷卻至室溫后進入冷床。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，鋼板的厚度大于或等于100mm。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述特厚鋼板可以包括按重量百分比計的下述成分:C0.33wt% 0.42wt%, Si0.15wt% 0.35wt%, Mn0.50wt% 0.75wt%, P ^ 0.020wt%,S 彡 0.020wt%, Crl.10wt% 1.35wt%, Mo0.25wt% 0.45wt%, Als 彡 0.015wt%，其余為 Fe及不可避免的雜質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，所述特厚鋼板可以包括按重量百分比計的下述成分:C0.33wt% 0.38wt%, Si0.20wt% 0.35wt%, Mn0.50wt% 0.65wt%, P ^ 0.020wt%,
S彡 0.020wt%, Crl.10wt% 1.30wt%, Mo0.25wt% 0.45wt%, Als 彡 0.015wt%，其余為 Fe及不可避免的雜質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明的方法，具有工藝簡單、淬火效果好的特點，有效地解決了 IOOmm以上特厚鋼板“淬不透”的問題。根據(jù)本發(fā)明的方法得到的鋼板，具有均勻的組織和穩(wěn)定的性能。


圖1A至圖1C是示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的鋼板的金相組織的照片。
具體實施例方式本發(fā)明提供了一種厚度在IOOmm以上的特厚鋼板的淬火熱處理方法，其中，通過采用調(diào)節(jié)加熱過程和淬火工藝參數(shù)等措施，穩(wěn)定地實現(xiàn)了厚度在IOOmm以上的特厚鋼板的淬火熱處理。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，厚度不小于IOOmm的鋼板可以包括按重量百分比計的下述成分:C0.33wt% 0.42wt%, Si0.15wt% 0.35wt%, Mn0.50wt% 0.75wt%,P ( 0.020wt%, S ( 0.020wt%, Crl.10wt% 1.35wt%，Mo0.25wt% 0.45wt%，Als彡0.015wt%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，厚度不小于IOOmm的鋼板可以包括按重量百分比計的下述成分:C0.33wt% 0.38wt%, Si0.20wt% 0.35wt%, Mn0.50wt% 0.65wt%,P ( 0.020wt%, S ( 0.020wt%, Crl.10wt% 1.30wt%，Mo0.25wt% 0.45wt%，Als彡0.015wt%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明，一種特厚鋼板的熱處理方法包括拋丸處理、加熱爐加熱和爐后淬火冷卻。具體地講，根據(jù)本發(fā)明的特厚鋼板的熱處理方法，將鋼板通過冶煉和控制軋制得到所要求的規(guī)格之后進行熱處理，鋼板在進入加熱爐之前必須經(jīng)過拋丸預處理。為了保證拋丸后鋼板表面的質(zhì)量，拋丸時使用直徑為0.8mm 2.0mm的鋼珠，鋼珠的旋轉(zhuǎn)速度可以為80m/s 120m/s。根據(jù)本發(fā)明，可以利用拋丸機將鋼丸拋射到鋼板的表面，使鋼板的氧化鐵皮脫落。根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，拋丸時可以使用直徑為2.0mm的鋼珠，旋轉(zhuǎn)速度為
100m/so根據(jù)本發(fā)明的特厚鋼板的熱處理方法，在對鋼板進行拋丸處理后，使鋼板進入加熱爐進行加熱。為了防止鋼板表面脫碳，加熱時采用全氮氣保護加熱，將鋼板加熱至900°C 920°C，以使鋼板的組織完全奧氏體化，保證碳原子和合金元素充分擴散，加熱速率為1.(TC /mm 1.4°C /mm,以保證鋼板的淬透性；在鋼板達到所期望的溫度后進行保溫，保溫時間可以達20min 30min。根據(jù)本發(fā)明，具體的加熱時間可以在本發(fā)明的教導下根據(jù)生產(chǎn)的鋼板的厚度而定。另外，為了減小加熱爐內(nèi)的溫度波動，加熱爐的爐門采用滑軌升降式，爐體與爐門為自動密封。根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，可以將加熱溫度設定為920°C，加熱速率可以為1.3°C /mm,保溫30min,鋼板的在爐時間保持在160min 190min。在前述實施例的優(yōu)選條件下，奧氏體組織被充分均勻化，碳化物充分溶解，原始組織細，片間距小，奧氏體的轉(zhuǎn)化速度快。根據(jù)本發(fā)明，鋼板出加熱爐后先后通過淬火機的高壓段和低壓段，然后水冷至室溫。具體地講，鋼板出加熱爐后快速通過淬火機的高壓段，鋼板在高壓段的運行速度為
2.0m/min 3.0m/min,鋼板通過淬火機的高壓段的時間可以根據(jù)生產(chǎn)的鋼板長度而定；然后，使鋼板在淬火機的低壓段往復擺動，冷卻至室溫后進入冷床。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，可以采用輥壓式 淬火機，淬火機的高壓段的總水量為4525L 4605L，水溫為25°C 30°C，水壓>8巴(bar)。根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，鋼板在高壓段的運行速度可以為
3.0m/min，通過時間根據(jù)生產(chǎn)的鋼板實際長度而定，然后使鋼板在低壓段往復擺動，水冷至室溫后進入冷床。根據(jù)本發(fā)明的特厚鋼板的熱處理方法，能夠大幅提高淬火機生產(chǎn)的極限厚度規(guī)格，有利地提聞生廣能力，為廣品開發(fā)創(chuàng)造了工藝條件。下面將結(jié)合具體的實施例來進一步說明本發(fā)明。以下實施例僅用于闡述本發(fā)明，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于以下實施例。實施例1:生產(chǎn)規(guī)格為厚X寬X長=100_X2200_X 12000mm的合金鋼板。上述規(guī)格的特厚合金鋼板的化學成分按重量百分比(wt%)計如下:C0.38wt%,Si0.25wt%, Mn0.50wt%, P0.018wt%, S0.010wt%, Crl.20wt%, Mo0.28wt%, Als0.025wt%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。采用拋丸處理一淬火爐加熱一爐后冷卻的工藝流程。I)拋丸處理鋼丸直徑為2.0mm,彈丸旋轉(zhuǎn)速度為100m/s。2)加熱加熱溫度設定在920 °C，加熱速率為1.3 °C /mm,保溫30min，在爐時間160min±5min。3)爐后冷卻鋼板在淬火機的高壓段的運行速度為3.0m/min，通過高壓段的時間為4min。高壓段的總水量為4580L，水溫27V。鋼板在低壓段往復擺動，冷卻至室溫后進入冷床。對根據(jù)上述方法生產(chǎn)出的鋼板的橫截面硬度進行測量。本實施例1所涉及鋼板的橫截面硬度分布數(shù)據(jù)列于下面的表I中。實施例2:生產(chǎn)規(guī)格為厚X寬X長=120mmX2200mmX9000mm的合金鋼板。上述規(guī)格的特厚合金鋼板的化學成分按重量百分比(wt%)計如下:C0.37wt%,Si0.23wt%, Mn0.55wt%, P0.015wt%, S0.008wt%, Crl.30wt%, Mo0.25wt%, Als0.020wt%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。采用拋丸處理一淬火爐加熱一爐后冷卻的工藝流程。I)拋丸處理鋼丸直徑為2.0mm,彈丸旋轉(zhuǎn)速度為100m/s。2)加熱
加熱溫度設定在920 °C，加熱速率為1.3 °C /mm,保溫30min，在爐時間190min±5min。3)爐后冷卻鋼板在淬火機的高壓段的運行速度為3.0m/min，通過高壓段的時間為3min。高壓段的總水量為4605L，水溫25°C。鋼板在低壓段往復擺動，冷卻至室溫后進入冷床。對根據(jù)上述方法生產(chǎn)出的鋼板的橫截面硬度進行測量。本實施例2所涉及鋼板的橫截面硬度分布數(shù)據(jù)列于表I中，該鋼板的金相組織見圖1。表I實施例1和2的鋼板的硬度分布情況(HRC)
權利要求
1.一種特厚鋼板的熱處理方法，所述熱處理方法包括下述步驟: 對鋼板進行拋丸處理； 將拋丸處理后的鋼板置于加熱爐內(nèi)進行加熱，加熱溫度控制在900°C 920°C，鋼板達到預定的溫度后保溫20min 30min ;以及 對加熱后的鋼板進行淬火冷卻，使鋼板先后通過淬火機的高壓段和低壓段，然后水冷至室溫，其中，使鋼板出加熱爐后快速通過淬火機的高壓段，鋼板在高壓段的運行速度為.2.0m/min 3.0m/mino
2.根據(jù)權利要求1所述的特厚鋼板的熱處理方法，其特征在于拋丸處理時使用直徑為.0.8mm 2.0mm的鋼珠，鋼珠的旋轉(zhuǎn)速度為80m/s 120m/s。
3.根據(jù)權利要求1所述的特厚鋼板的熱處理方法，其特征在于對鋼板進行加熱時采用全氮氣保護加熱。
4.根據(jù)權利 要求1所述的特厚鋼板的熱處理方法，其特征在于加熱爐爐門采用滑軌升降式，加熱爐的爐體與爐門為自動密封，以減小爐內(nèi)的溫度波動。
5.根據(jù)權利要求3所述的特厚鋼板的熱處理方法，其特征在于在對鋼板進行加熱時，加熱速率為1.0°C /mm 1.4°C /mm。
6.根據(jù)權利要求1所述的特厚鋼板的熱處理方法，其特征在于淬火機的高壓段的總水量為4525L 4605L，水溫為25°C 30°C，水壓彡8巴。
7.根據(jù)權利要求1所述的特厚鋼板的熱處理方法，其特征在于鋼板在淬火機的低壓段往復擺動，冷卻至室溫后進入冷床。
8.根據(jù)權利要求1所述的特厚鋼板的熱處理方法，其特征在于鋼板的厚度大于或等于IOOmm0
9.根據(jù)權利要求1所述的特厚鋼板的熱處理方法，其特征在于所述特厚鋼板包括按重量百分比計的下述成分:C0.33wt% 0.42wt%, Si0.15wt% 0.35wt%, Mn0.50wt% .0.75wt%, P ^ 0.020wt%, S ^ 0.020wt%, Crl.10wt% 1.35wt%, Mo0.25wt% 0.45wt%,Als彡0.015wt%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
10.根據(jù)權利要求9所述的特厚鋼板的熱處理方法，其特征在于所述特厚鋼板包括按重量百分比計的下述成分:C0.33wt% 0.38wt%, Si0.20wt% 0.35wt%, Mn0.50wt% .0.65wt%, P ^ 0.020wt%, S ^ 0.020wt%, Crl.10wt% 1.30wt%, Mo0.25wt% 0.45wt%,Als彡0.015wt%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種特厚鋼板的熱處理方法。根據(jù)本發(fā)明的特厚鋼板的熱處理方法包括下述步驟對鋼板進行拋丸處理；將拋丸處理后的鋼板置于加熱爐內(nèi)進行加熱，加熱溫度控制在900℃～920℃，鋼板達到預定的溫度后保溫20min～30min；對加熱后的鋼板進行淬火冷卻，使鋼板先后通過淬火機的高壓段和低壓段，然后水冷至室溫，其中，使鋼板出加熱爐后快速通過淬火機的高壓段，鋼板在高壓段的運行速度為2.0m/min～3.0m/min。根據(jù)本發(fā)明的方法，具有工藝簡單、淬火效果好的特點，有效地解決了100mm以上特厚鋼板“淬不透”的問題。
文檔編號C21D1/18GK103215418SQ20131017892
公開日2013年7月24日 申請日期2013年5月15日 優(yōu)先權日2013年5月15日
發(fā)明者吳會亮, 杜顯彬, 周平, 霍孝新, 黃少文, 馮文義, 李生根, 高海軍 申請人:萊蕪鋼鐵集團有限公司