專利名稱：亞臨界汽輪機(jī)螺栓鋼細(xì)晶粒處理工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及材料熱處理技術(shù)，尤其涉及亞臨界汽輪機(jī)用高溫高壓螺栓鋼(特指20Cr1Mo1VNbTiB鋼)細(xì)晶粒處理工藝方法。
背景技術(shù)：
20Cr1Mo1VNbTiB鋼是汽輪機(jī)行業(yè)廣泛使用的亞臨界汽輪機(jī)高溫高壓螺栓用鋼，屬貝氏體鋼種。過去普遍采用直接調(diào)質(zhì)或退火+調(diào)質(zhì)的熱處理工藝，其處理后的材料往往為粗晶結(jié)構(gòu)，使用性能受到影響，需重新熱處理，有時(shí)甚至需要多次重新熱處理，不但費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且晶粒也不能完全細(xì)化。產(chǎn)品性能由于粗晶而受到很大影響。該問題從上世紀(jì)七十年代該鋼研發(fā)始，沒有一種工藝能圓滿的從根本上解決粗晶問題。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種亞臨界汽輪機(jī)螺栓鋼(即20Cr1Mo1VNbTiB鋼)細(xì)晶粒處理工藝方法，該工藝方法是在材料調(diào)質(zhì)處理前增加一次熱處理，使材料在熱處理調(diào)質(zhì)前組織均衡化，材料在調(diào)質(zhì)處理后可得到全部細(xì)晶組織，從而解決了20Cr1Mo1VNbTiB鋼的粗晶缺陷。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的一種亞臨界汽輪機(jī)螺栓鋼細(xì)晶粒處理工藝方法，其特征是在材料調(diào)質(zhì)處理前增加一次熱處理，其步驟是第一步，將材料加熱至920℃±20℃，保溫0.5～2小時(shí)；第二步，以每小時(shí)100℃±20℃的冷卻速度緩冷至750℃±30℃，保溫0.5～2小時(shí)；第三步，空冷至室溫。
本發(fā)明是在20Cr1Mo1VNbTiB鋼調(diào)質(zhì)處理前增加一次熱處理，使材料在熱處理調(diào)質(zhì)前組織均衡化，材料在調(diào)質(zhì)處理后可得到全部細(xì)晶組織，從而解決了20Cr1Mo1VNbTiB鋼的粗晶缺陷。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
圖1為20Cr1Mo1VNbTiB鋼在調(diào)質(zhì)處理前增加的熱處理工藝示意圖。
圖2為原有的調(diào)質(zhì)處理后材料低倍宏觀檢查觀察到的粗晶形態(tài)；圖3為原有的調(diào)質(zhì)處理后材料金相檢查顯示的宏觀粗晶組織形態(tài)(100X，晶粒直徑1～3mm左右)；圖4為采用本發(fā)明工藝調(diào)質(zhì)處理后材料低倍宏觀檢查觀察到的細(xì)晶結(jié)構(gòu)；圖5為采用本發(fā)明工藝調(diào)質(zhì)處理后材料高倍(200X)金相檢查顯示的細(xì)晶組織形態(tài)(晶粒度8級(jí))。
具體實(shí)施方式
參見圖1，一種亞臨界汽輪機(jī)螺栓鋼(即20Cr1Mo1VNbTiB鋼)細(xì)晶粒處理工藝方法，是在材料調(diào)質(zhì)處理前增加一次熱處理，其步驟是第一步，將材料加熱至920℃±20℃，保溫0.5～2小時(shí)；第二步，以每小時(shí)100℃±20℃的冷卻速度緩冷至750℃±30℃，保溫0.5～2小時(shí)；第三步，空冷至室溫。
材料在調(diào)質(zhì)處理后可得到全部細(xì)晶組織。
具體實(shí)施例為實(shí)施例1，30mm方左右材料，以每小時(shí)500℃速度升溫至920℃±20℃；保溫0.5小時(shí)；以每小時(shí)100℃±20℃速度降溫至750℃±30℃；保溫0.5小時(shí)；空冷。再進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。
實(shí)施例2，直徑80mm左右材料，以每小時(shí)100℃速度升溫至920℃±20℃；保溫1小時(shí)；以每小時(shí)100℃±20℃速度降溫至750℃±30℃；保溫2小時(shí)；空冷。再進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。
實(shí)施例3，直徑180mm左右材料，以每小時(shí)100℃速度升溫至920℃±30℃；保溫2小時(shí)；以每小時(shí)100℃±20℃速度降溫至750℃±30℃；保溫2小時(shí)；空冷。再進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。
處理結(jié)果分析采用原有技術(shù)調(diào)質(zhì)處理的材料低倍組織中往往具有嚴(yán)重的粗晶組織，晶粒直徑可達(dá)1～3mm，甚至更大，且分布極不均勻(局部或全部粗晶)，參見圖2；其高倍(100X)組織形態(tài)參見圖3。
采用本發(fā)明的熱處理工藝加調(diào)質(zhì)處理工藝的材料，其低倍組織中無粗晶組織形態(tài)，參見圖4；高倍(200X)金相組織顯示晶粒為細(xì)晶結(jié)構(gòu)，晶粒度為8級(jí)左右，參見圖5。
權(quán)利要求
1.一種亞臨界汽輪機(jī)螺栓鋼細(xì)晶粒處理工藝方法，其特征是在材料調(diào)質(zhì)處理前增加一次熱處理，其步驟是第一步，將材料加熱至920℃±20℃，保溫0.5～2小時(shí)；第二步，以每小時(shí)100℃±20℃的冷卻速度緩冷至750℃±30℃，保溫0.5～2小時(shí)；第三步，空冷至室溫。
全文摘要
本發(fā)明涉及材料熱處理技術(shù)，尤其涉及亞臨界汽輪機(jī)螺栓鋼細(xì)晶粒處理工藝方法。一種亞臨界汽輪機(jī)螺栓鋼(即20Cr1Mo1VNbTiB鋼)細(xì)晶粒處理工藝方法，其特征是在材料調(diào)質(zhì)處理前增加一次熱處理，其步驟是第一步，將材料加熱至920℃±20℃，保溫0.5～2小時(shí)；第二步，以每小時(shí)100℃±20℃的冷卻速度緩冷至750℃±30℃，保溫0.5～2小時(shí)；第三步，空冷至室溫。本發(fā)明是在20Cr1Mo1VNbTiB鋼調(diào)質(zhì)處理前增加一次熱處理，使材料在熱處理調(diào)質(zhì)前組織均衡化，材料在調(diào)質(zhì)處理后可得到全部細(xì)晶組織，從而解決了20Cr1Mo1VNbTiB鋼的粗晶缺陷。
文檔編號(hào)C22C38/32GK1733946SQ200510028318
公開日2006年2月15日 申請(qǐng)日期2005年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月29日
發(fā)明者龍荷蓀, 沈紅衛(wèi) 申請(qǐng)人:上海汽輪機(jī)有限公司