冷成形封頭熱處理方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種冷成形封頭熱處理方法，依據(jù)變形率選擇處理方式，當(dāng)dr＜5時采用去應(yīng)力退火；當(dāng)dr≥5時采用正火處理，包括升溫、保溫和冷卻三個階段，其升溫速度為150～200℃/h，保溫溫度為890～920℃，保溫時間t=2δ,且t≥20；冷卻方式采用自然冷卻或強(qiáng)制冷卻。本發(fā)明的熱處理方法能夠恢復(fù)封頭材料的性能，既滿足了標(biāo)準(zhǔn)的要求，又能達(dá)到良好的使用效果。
【專利說明】冷成形封頭熱處理方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種合金變形后再進(jìn)行熱處理來改變物理性的方法，具體涉及一種冷 成形封頭熱處理方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 常用的壓力容器封頭分為不銹鋼和碳素鋼，因不銹鋼延伸率大（A > 40%)成形后 一般不進(jìn)行去應(yīng)力熱處理。而常用的碳鋼延伸率比不銹鋼要小得多，即Q245R僅有A >24%， Q345R的A彡20%。GB150. 4-2011中8. 1. 1規(guī)定為"應(yīng)于成形后進(jìn)行相應(yīng)熱處理恢復(fù)材料 性能"，在老標(biāo)準(zhǔn)GB150中10. 4. 2規(guī)定"應(yīng)于成形后進(jìn)行熱處理"，可見新老標(biāo)準(zhǔn)中均為給出 具體的熱處理方法。
[0003] 目前，大部分封頭廠都采用去應(yīng)力退火進(jìn)行熱處理。但在實(shí)際工作中發(fā)現(xiàn)，對于成 形時變形量較大的封頭，雖然采取了退應(yīng)力退火處理，但在壓力容器的使用過程中還是出 現(xiàn)了裂紋，甚至在封頭與筒體焊接過程中也出現(xiàn)過裂紋?？梢娦袠I(yè)標(biāo)準(zhǔn)對恢復(fù)性能熱處理 并未給出明確的操作指引，尤其是對冷成形相對變形量，即變形率dr (deformation rate) 較大的情況，目前缺少行之有效的去應(yīng)力處理方式。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種冷成形封頭熱處理 方法。
[0005] 技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的冷成形封頭熱處理方法，依據(jù)變形 率選擇處理方式，其中變形率 dr=75 5 (1-Rf/R0)/Rf 式中S為板厚，&為成形后中心面半徑，&為成形前中心面半徑，&為封頭成形前曲 率半徑； 當(dāng)dr < 5時采用去應(yīng)力退火；當(dāng)dr彡5時采用正火處理，包括升溫、保溫和冷卻三個 階段， 其中保溫階段的保溫溫度為890?920°C ;保溫時間t=2 δ，且t彡20,其中t的單位 為min, δ的單位為mm ; 在δ <30mm時，所述升溫階段的升溫速度< 200°C/h，冷卻階段采用空氣自然冷卻； 在δ >30mm時，所述升溫階段的升溫速度<150°C/h，冷卻階段采用風(fēng)機(jī)強(qiáng)制冷卻。
[0006] 作為優(yōu)選，所述保溫溫度按照封頭材質(zhì)選擇，Q245R為890?910°C，Q345R為 900 ?920。。。
[0007] 作為優(yōu)選，在δ > 30mm時，所述冷卻階段增加霧狀的氣流強(qiáng)冷。
[0008] 有益效果：使用本發(fā)明的處理方法熱處理的封頭，能夠恢復(fù)材料的性能，既滿足標(biāo) 準(zhǔn)要求，又達(dá)到良好的使用效果。
[0009] 除了上面所述的本發(fā)明解決的技術(shù)問題、構(gòu)成技術(shù)方案的技術(shù)特征以及由這些技 術(shù)方案的技術(shù)特征所帶來的優(yōu)點(diǎn)外，本發(fā)明的冷成形封頭熱處理方法所能解決的其他技術(shù) 問題、技術(shù)方案中包含的其他技術(shù)特征以及這些技術(shù)特征帶來的優(yōu)點(diǎn)，將結(jié)合附圖作出進(jìn) 一步詳細(xì)的說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例1中的正火工藝過程圖； 圖2是本發(fā)明實(shí)施例2中的正火工藝過程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0011] 實(shí)施例1 : 本實(shí)施例是對Q245R碳鋼材料，δ < 30mm的橢圓形封頭冷成形后恢復(fù)性能給出熱處 理方案。
[0012] 首先計算封頭的相對變形量，即變形率 dr=75 5 (1-Rf/R0)/Rf δ -封頭鋼板厚度mm Rf -封頭成形后曲面中最小曲率半徑mm Rcr封頭成形前曲率半徑(平板為無窮大）mm 當(dāng)dr < 5時采用現(xiàn)有的去應(yīng)力退火方式，即650°C以下，其相關(guān)工藝參數(shù)根據(jù)板厚設(shè) 定。
[0013] 當(dāng)dr彡5時采用以下的正火處理方式，溫度曲線如圖1所示： 1. 升溫速度：< 200°C /h 2. 保溫溫度：890?910°C 3. 保溫時間：按封頭鋼板厚度δ進(jìn)行核定，2min/mm，最低不低于20min 4. 冷卻方式：空氣自然冷卻 經(jīng)過以上熱處理的封頭，經(jīng)測試各項性能已恢復(fù)到Q245R板材在冷壓前的初始性能， 即最佳性能，既滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，又達(dá)到良好的使用效果。
[0014] 實(shí)施例2 : 本實(shí)施例針對Q345R碳鋼材料，δ > 30mm的橢圓形封頭冷成形后給出熱處理方案。
[0015] 首先計算封頭的相對變形量，即變形率dr。
[0016] 當(dāng)dr < 5時采用現(xiàn)有的去應(yīng)力退火方式，S卩650°C以下，其相關(guān)工藝參數(shù)根據(jù)板厚 設(shè)定。
[0017] 當(dāng)dr彡5時采用以下的正火處理方式，溫度曲線如圖2所示： 1. 升溫速度：< 150°C /h 2. 保溫溫度：900?920°C 3. 保溫時間：按封頭鋼板厚度δ進(jìn)行核定，2min/mm 4. 冷卻方式：用風(fēng)機(jī)強(qiáng)制冷卻，有條件加霧狀的氣流強(qiáng)冷，以保證冷卻速度 經(jīng)過以上熱處理的封頭，能夠恢復(fù)材料的性能，既滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，又達(dá)到良好的使用效 果。
[0018] 為了對上述熱處理方法的效果進(jìn)行數(shù)據(jù)驗(yàn)證，采用δ =l〇mm的鋼板做模型試驗(yàn)， 壓制小型封頭，采用本發(fā)明的熱處理方法處理后，測定強(qiáng)度，并按GB713標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行0°C沖 擊試驗(yàn)，得到數(shù)據(jù)如下表：

【權(quán)利要求】
1. 一種冷成形封頭熱處理方法，依據(jù)變形率選擇處理方式，其中變形率 dr=75 5 (1-Rf/R0)/Rf 式中S為板厚，&為成形后中心面半徑，&為成形前中心面半徑，&為封頭成形前曲 率半徑； 當(dāng)dr < 5時采用去應(yīng)力退火，其特征在于：當(dāng)dr彡5時采用正火處理，包括升溫、保溫 和冷卻三個階段， 其中保溫階段的保溫溫度為890?920°C ;保溫時間t=2 δ，且t彡20,其中t的單位 為min, δ的單位為mm ; 在δ <30mm時，所述升溫階段的升溫速度< 200°C/h，冷卻階段采用空氣自然冷卻； 在δ >30mm時，所述升溫階段的升溫速度<150°C/h，冷卻階段采用風(fēng)機(jī)強(qiáng)制冷卻。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷成形封頭熱處理方法，其特征在于：所述保溫溫度按照封 頭材質(zhì)選擇，Q245R 為 890 ?910°C，Q345R 為 900 ?920°C。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷成形封頭熱處理方法，其特征在于：在δ > 30mm時，所述 冷卻階段增加霧狀的氣流強(qiáng)冷。
【文檔編號】C21D9/00GK104152658SQ201410337661
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月16日
【發(fā)明者】劉學(xué)東 申請人:江蘇昆仲機(jī)械有限公司