專利名稱：：一種液化石油氣鋼瓶的熱處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及液化石油氣壓力容器，尤其涉及一種用熱軋鋼板制作的液化石油氣鋼)f瓦的熱處理方法。
背景技術(shù)：
：用于盛裝壓縮氣體或高壓液化氣體的可重復(fù)充裝的移動(dòng)式鋼質(zhì)氣瓶簡(jiǎn)稱為鋼瓶，而液化石油氣鋼瓶是一種用于盛裝作為石油產(chǎn)品之一的液化石油氣的鋼瓶。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高，液化石油氣鋼瓶的使用越來越普遍，尤其是作為家庭或公共餐廳燃料用途的使用更為廣泛。但液化石油氣鋼瓶是一種危險(xiǎn)性很大的設(shè)備，且它所儲(chǔ)存的液化石油氣是一種壓力很高并且易燃易爆的壓縮氣體。因此，液化石油氣鋼瓶的安全性是非常重要的，保證鋼瓶的制造質(zhì)量是確保鋼瓶安全的重要前提。在液化石油氣鋼瓶由熱軋鋼板制成之后，需要對(duì)鋼板進(jìn)行焊接，在焊接區(qū)域及其周圍存在很高的焊接應(yīng)力。而這種焊接應(yīng)力如不及時(shí)消除，在使用過程中，瓶?jī)?nèi)氣體的壓力和焊接應(yīng)力的相加，將會(huì)超過鋼瓶的抗爆壓力而使鋼瓶處于一種隨時(shí)可能爆炸的危險(xiǎn)狀況下。因此，需要對(duì)制作的液化石油氣它殘余應(yīng)力。但熱處理的溫度過高或過低都會(huì)影響鋼瓶的材料組織，進(jìn)而影響其力學(xué)性能。如果采取的熱處理工藝不當(dāng)，將會(huì)使鋼瓶的力學(xué)性能嚴(yán)重衰減，從而導(dǎo)致鋼瓶的力學(xué)性能劣化。彭旭旻等在《鋼瓶熱處理對(duì)其殘余應(yīng)力影響的試驗(yàn)研究》(機(jī)電工程技術(shù)2001年第30巻第6期)中公開了對(duì)YSP-15型鋼瓶分別進(jìn)行780。C、640士10。C、780°C±10的熱處理工藝，^旦未介紹在此三種熱處理工藝條件下，熱處理后鋼板的力學(xué)性能的變化，因此不能確定在此三種熱處理工藝條件下，鋼瓶的力學(xué)性能是否符合要求。本發(fā)明針對(duì)以上存在的問題，確定了合理的熱處理工藝，使得熱處理后鋼瓶的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度的衰減較小，同時(shí)延伸率和端面收縮率保持不變或提高。
發(fā)明內(nèi)容理，使焊接應(yīng)力消除不徹底或使力學(xué)性能衰減嚴(yán)重的缺點(diǎn)，而提供一種用熱軋鋼板制作的液化石油氣鋼瓶的熱處理方法。該熱處理方法在高溫加熱的同時(shí)，釆用適當(dāng)?shù)睦鋮s方式，減小其力學(xué)性能的衰減。既保證了其力學(xué)性能不降低，又保證了焊接應(yīng)力的消除，使液化石油氣鋼瓶在安全狀態(tài)下使用。本發(fā)明所采用的熱處理方法的原理在于，在制備鋼瓶時(shí)，由于焊接使接頭局部區(qū)域產(chǎn)生塑性變形，焊接接頭在冷卻過程中，處于彈性狀態(tài)部分的收縮將受到塑性變形部分的阻力，因此產(chǎn)生殘余應(yīng)力。焊接殘余應(yīng)力會(huì)使材料的承載能力下降，引起脆性斷裂，因此，需要采用加熱以及緩慢冷卻的方式來釋放這些殘余應(yīng)力。傳統(tǒng)的熱處理通常對(duì)鋼瓶的加熱溫度都在650°C以下或者70(TC以上，如果溫度較低(650。C以下)，殘余應(yīng)力未得到有效釋放，因而其應(yīng)力得不到充分的釋放，還留有一定的殘余應(yīng)力，使鋼瓶在使用中存在隱患。而使鋼瓶的承載能力下降，引起脆性斷裂。或者熱處理溫度過高，易在鐵素體晶界上析出斷續(xù)的網(wǎng)狀滲碳體，使鋼板的塑性或韌性降低。本發(fā)明采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)其目的，本發(fā)明所述的液化石油氣鋼瓶的熱處理方法中所述的鋼瓶是用熱軋鋼板制備并進(jìn)行焊接的，對(duì)鋼瓶采用的熱處理方法包括以下步驟A將熱處理爐加熱到66(TC-690。C溫度區(qū)間；B將液化石油氣鋼瓶送入到熱處理爐中，當(dāng)液化石油氣鋼瓶溫度達(dá)到660。C-690。C時(shí)，保溫4-10分鐘;C將液化石油氣鋼瓶從熱處理爐中取出，進(jìn)行空冷。本發(fā)明制備鋼瓶所采用的熱軋鋼板為HP295國家標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)，其材料成分以重量％計(jì)為C:0.13%-0.18%，Si^O.10%,Mn:0.70%-1.10%，P^O.020%,S￡0.015%,Als^O.015%,余量為Fe。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1)液化石油氣鋼瓶的熱處理溫度范圍為66(TC-69(TC溫度區(qū)間，避免了因熱處理溫度過低或過高而導(dǎo)致影響鋼瓶的力學(xué)性能。如果溫度較低(650。C以下)，殘余應(yīng)力未得到有效釋放，因而其應(yīng)力得不到充分的釋放，還留有一定的殘余應(yīng)力，使鋼瓶在使用中存在隱患。而使鋼瓶的承載能力下降，引起脆性斷裂?；蛘邿崽幚頊囟冗^高(700。C以上)，易在鐵素體晶界上析出斷續(xù)的網(wǎng)狀滲碳體，使鋼板的塑性或韌性降低。2)液化石油氣鋼瓶的溫度達(dá)到660。C-690。C后，需要保溫4-10分鐘，保證了鋼瓶整體熱處理溫度均勻，從而避免了因鋼瓶溫度不均而導(dǎo)致顯微組織不均勻進(jìn)而影響鋼瓶的綜合性能。3)采用空冷的方式，既達(dá)到了鋼瓶消除應(yīng)力的作用，又簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工序，從而節(jié)約了熱處理時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。具體實(shí)施例方式以下參照附圖以及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但本發(fā)明不限于以下實(shí)施例的描述。本發(fā)明采用HP295熱軋鋼板制作鋼瓶并進(jìn)行焊接，然后再對(duì)焊接后存在焊接應(yīng)力的鋼瓶進(jìn)行熱處理。采用以下步驟先將熱處理爐加熱到660。C-69(TC溫度區(qū)間；再將液化石油氣鋼瓶送入到該溫度區(qū)間的熱處理爐中，使液化石油氣鋼瓶的溫度逐漸達(dá)到660°C-690°C時(shí)，將鋼瓶在爐中保溫4-10分鐘；最后，將液化石油氣鋼瓶從熱處理爐中取出，在空氣中自然冷卻即可消除全部應(yīng)力。本發(fā)明制備鋼瓶所采用的熱軋鋼板為HP295國家標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)，其材料成分以重量％計(jì)為C:0.13%-0.18%，SSO.10%,Mn:0.70%-1.10%，P^O.020%,S^O.015%,Als^0.015。/o,余量為Fe。其力學(xué)性能為:抗拉強(qiáng)度Rm為475MPa，屈服強(qiáng)度ReL為375MPa，延伸率A為37%，斷面收縮率Z為66%。鋼瓶在經(jīng)過焊接并消除應(yīng)力之后，其力學(xué)性能是要衰減的，其衰減后達(dá)到的力學(xué)性能不應(yīng)低于標(biāo)準(zhǔn)要求的下限值。在現(xiàn)有技術(shù)中，衰減幅度一般為抗拉強(qiáng)度Rm為30MPa，屈服強(qiáng)度ReL為30MPa，延伸率A為3%，斷面收縮率Z為3%。實(shí)施例1采用HP295熱軋鋼板制作鋼弁瓦并進(jìn)行焊接，將熱處理爐加熱到660。C溫度，將液化石油氣鋼瓶送入熱處理爐中，使液化石油氣鋼瓶的溫度逐漸達(dá)到660。C，在爐中保溫6分鐘，最后，將液化石油氣鋼瓶從熱處理爐中取出，在空氣中自然冷卻消除全部應(yīng)力。在660。C溫度下的力學(xué)性能為抗拉強(qiáng)度Rm為460MPa，屈服強(qiáng)度ReL為360MPa,延伸率A為37%，斷面收縮率Z為67%。該溫度下的力學(xué)性能衰減較低，抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度衰減幅度僅為15MPa,而延伸率和斷面收縮率保持不變或有所提高，保證了鋼瓶的使用性沐實(shí)施例2采用HP295熱軋鋼板制作鋼瓶并進(jìn)行焊接，將熱處理爐加熱到68(TC溫度，將液化石油氣鋼瓶送入熱處理爐中，使液化石油氣鋼瓶的溫度逐漸達(dá)到68CTC,在爐中保溫4分鐘，最后，將液化石油氣鋼瓶從熱處理爐中取出，在空氣中自然冷卻消除全部應(yīng)力。在680。C溫度下的力學(xué)性能為抗拉強(qiáng)度Rm為465MPa,屈服強(qiáng)度ReL為365MPa，延伸率A為37%，斷面收縮率Z為66%。該溫度下的力學(xué)性能衰減較低，抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度衰減幅度僅為lOMPa，而延伸率和斷面收縮率保持不變，保證了鋼瓶的使用性能。實(shí)施例3采用HP295熱軋鋼板制作鋼jf瓦并進(jìn)行焊接，將熱處理爐加熱到690。C溫度，將液化石油氣鋼并瓦送入熱處理爐中，4吏液化石油氣鋼瓶的溫度逐漸達(dá)到690°C，在爐中保溫8分鐘，最后，將液化石油氣鋼瓶從熱處理爐中取出，在空氣中自然冷卻消除全部應(yīng)力。在690。C溫度下的力學(xué)性能為抗拉強(qiáng)度Rm為455MPa，屈服強(qiáng)度ReL為350MPa，延伸率A為37%，斷面收縮率Z為65%。該溫度下的力學(xué)性能衰減較低，抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度衰減幅度僅為20MPa和25MPa,而延伸率保持不變，斷面收縮率衰減4艮低，完全可保證鋼瓶的使用性能。實(shí)施例4采用HP295熱軋鋼板制作鋼瓶并進(jìn)行焊接，將熱處理爐加熱到690。C溫度，將液化石油氣鋼并瓦送入熱處理爐中，4吏液化石油氣鋼弁瓦的溫度逐漸達(dá)到690。C，在爐中保溫10分鐘，最后，將液化石油氣鋼瓶從熱處理爐中取出，在空氣中自然冷卻消除全部應(yīng)力。在690。C溫度下的力學(xué)性能為抗拉強(qiáng)度Rm為455MPa，屈服強(qiáng)度ReL為350MPa,延伸率A為37%，斷面收縮率Z為66%。即使是在該溫度下的力學(xué)性能衰減也較低，抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度6衰減幅度分別僅為20MPa和25MPa，而延伸率和斷面收縮率保持不變，同樣保證了鋼瓶的使用性能。在表1中列出了用HP295熱軋鋼板制成的液化石油氣鋼瓶的熱處理工藝及熱處理后的力學(xué)性能，在表2中列出了不同熱處理?xiàng)l件下HP295熱軋鋼板的力學(xué)性能。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表2<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>由表1和表2的數(shù)據(jù)分析可知，在本發(fā)明的實(shí)施例中，液化石油氣鋼瓶在經(jīng)過660。C-690。C溫度區(qū)間的加熱并保溫4-10分鐘，然后空冷的熱處理工藝后，液化石油氣鋼瓶的力學(xué)性能衰減較低，抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度衰減幅度為10MPa-25MPa,延伸率和斷面收縮率保持不變或有所-提高，延伸率和斷面收縮率的提高幅度均為1%-4%。本發(fā)明的液化石油氣鋼瓶熱處理后的力學(xué)性能與現(xiàn)有技術(shù)相比，力學(xué)性能衰減幅度明顯降低，而延伸率和斷面收縮率均提高，因此經(jīng)過本發(fā)明熱處理之后的液化石油氣鋼瓶與現(xiàn)有技術(shù)相比其綜合性能均得到了提高。此外，本發(fā)明用HP295熱軋鋼板制作的液化石油氣鋼瓶在經(jīng)過上述不同的熱處理工藝之后的顯微組織為鐵素體和珠光體，鐵素體的晶粒度為11.5級(jí)(國家標(biāo)準(zhǔn)是鐵素體的晶粒度>6級(jí))。熱處理之后鋼瓶的顯微組織和晶粒度與HP295標(biāo)準(zhǔn)熱軋鋼板的顯微組織沒有發(fā)生明顯變化，保證了鋼瓶材質(zhì)的使用性能。本發(fā)明通過控制加熱溫度、保溫時(shí)間、冷卻方式等熱處理工藝制度，使鋼瓶具有了更優(yōu)異的綜合機(jī)械性能。同時(shí)也完全符合國家關(guān)于壓力容器用鋼板的各項(xiàng)性能指標(biāo)。本發(fā)明在保證了消除鋼瓶的焊接應(yīng)力的同時(shí)，也保證了鋼瓶各項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)壓力容器的要求，進(jìn)而保證了鋼瓶的使用性能。本發(fā)明對(duì)于液化石油氣鋼瓶所選擇的熱處理溫度和處理方法是具有創(chuàng)造性的，既達(dá)到了鋼瓶消除應(yīng)力的作用，又簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工序，從而節(jié)約了熱處理時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。權(quán)利要求1、一種液化石油氣鋼瓶的熱處理方法，所述的鋼瓶用熱軋鋼板制備并進(jìn)行焊接，其特征在于所述的熱處理方法包括以下步驟A將熱處理爐加熱到660℃-690℃溫度區(qū)間；B將液化石油氣鋼瓶送入到熱處理爐中，當(dāng)液化石油氣鋼瓶溫度達(dá)到660℃-690℃時(shí)，保溫4-10分鐘；C將液化石油氣鋼瓶從熱處理爐中取出，進(jìn)行空冷。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱處理方法，其特征在于制備鋼瓶所用的熱軋鋼板的材料成分以重量％計(jì)為C:0.13%-0.18%，SSO.10%,Mn:0.70%-1.10%,P^O.020%,S^O.015%,Als^O.015%,余量為Fe。全文摘要本發(fā)明涉及一種熱軋鋼板制作的液化石油氣鋼瓶的熱處理方法，所述熱處理方法包括以下步驟將熱處理爐加熱到660℃-690℃溫度區(qū)間，將液化石油氣鋼瓶送入到熱處理爐中，當(dāng)液化石油氣鋼瓶溫度達(dá)到660℃-690℃時(shí)，保溫4-10分鐘，將液化石油氣鋼瓶從熱處理爐中取出，并空冷；本發(fā)明通過控制加熱溫度、保溫時(shí)間、冷卻方式等熱處理工藝制度，使熱處理后的液化石油氣鋼瓶具有優(yōu)異的綜合機(jī)械性能。文檔編號(hào)C21D9/00GK101476027SQ200910006189公開日2009年7月8日申請(qǐng)日期2009年2月5日優(yōu)先權(quán)日2009年2月5日發(fā)明者宋立秋申請(qǐng)人:攀鋼集團(tuán)研究院有限公司;攀枝花鋼鐵(集團(tuán))公司;攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼鐵研究院有限公司