專利名稱:一種奧氏體噴丸鋼管冷變形后的熱處理工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種電站鍋爐鋼管熱處理工藝,具體地,涉及一種奧氏體噴丸鋼管冷變形后的熱處理工藝。
背景技術(shù):
目前,鍋爐行業(yè)開始使用奧氏體內(nèi)壁噴丸鋼管,用以提高鍋爐管抗蒸汽氧化的性能。在鍋爐運(yùn)行的最初階段,鋼管內(nèi)壁金屬表面的鉻原子比鐵原子優(yōu)先與蒸汽中的氧結(jié)合,形成Cr2O3薄膜。形成Cr2O3薄膜以后,可以減緩鍋爐鋼管蒸汽側(cè)基體的氧化速度。在 Cr2O3薄膜形成和長大過程中要繼續(xù)消耗鉻,致使內(nèi)壁金屬表面區(qū)域貧鉻。為了及時(shí)補(bǔ)充內(nèi)壁表面貧鉻區(qū)的鉻濃度,需要加快Cr的擴(kuò)散速度。由于金屬表面的擴(kuò)散激活能最小,晶界的擴(kuò)散激活能次之,再次是位錯(cuò)擴(kuò)散激活能,最后是體擴(kuò)散激活能,因此固體金屬中原子的表面、晶界和位錯(cuò)擴(kuò)散通常稱其為短路擴(kuò)散,其擴(kuò)散速度比體擴(kuò)散速度快。而噴丸產(chǎn)生的滑移帶和位錯(cuò),以及碎化的表層晶粒,恰好可以在鋼管內(nèi)壁表面一定深度內(nèi)制造和提供鉻元素的短路擴(kuò)散通道,提高鉻元素從基體向表面的擴(kuò)散速度,最大限度地滿足Cr2O3薄膜在形成時(shí)對(duì)鉻元素的需求,加快Cr2O3薄膜的形成速度。同時(shí),噴丸引入的表層缺陷,使得鉻氧化物形核密度、氧化膜生長速度以及鉻的擴(kuò)散有較好的協(xié)調(diào)性,可以使Cr2O3膜生長至穩(wěn)態(tài)厚度。因此,在鋼管制造過程中保留噴丸產(chǎn)生的滑移帶和位錯(cuò)顯得尤為重要。電站鍋爐制造過程中需要經(jīng)歷彎管變形以及焊接等工藝過程,變形量較大的材料需要做去除應(yīng)力的熱處理,異種鋼焊接需要做焊后熱處理。內(nèi)壁噴丸奧氏體鋼如采用不恰當(dāng)?shù)臒崽幚恚T如不恰當(dāng)?shù)臏囟然蚣訜釙r(shí)間,都會(huì)影響其因噴丸產(chǎn)生的滑移帶,位錯(cuò)等組織形態(tài),部分滑移帶和位錯(cuò)會(huì)發(fā)生回復(fù),從而使得鉻元素?cái)U(kuò)散的通道減少,進(jìn)而影響其抗蒸汽氧化性能。因此需要對(duì)奧氏體內(nèi)壁噴丸鋼管熱處理工藝進(jìn)行試驗(yàn)研究,研究防止滑移帶等組織形態(tài)消失的熱處理工藝。目前,國內(nèi)還沒有關(guān)于奧氏體內(nèi)壁噴丸鋼管熱處理的工藝,對(duì)于熱處理會(huì)對(duì)噴丸鋼管的內(nèi)壁組織形態(tài)產(chǎn)生影響的研究還處于空白階段,常規(guī)的熱處理單純考慮了去除應(yīng)力或者去除焊接應(yīng)力,如果采用常規(guī)的熱處理工藝,可能導(dǎo)致噴丸鋼管的滑移帶和位錯(cuò)等消失,從而對(duì)鍋爐材料的安全使用產(chǎn)生影響。因此,迫切需要研究奧氏體內(nèi)壁噴丸鋼管熱處理的工藝。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于奧氏體內(nèi)壁噴丸不銹鋼管的熱處理工藝,在鋼管制造過程中防止噴丸產(chǎn)生的滑移帶和位錯(cuò)等組織形態(tài)消失,提高鍋爐材料的使用安全性。為了達(dá)到上述目的,本發(fā)明提供了一種奧氏體噴丸鋼管冷變形后的熱處理工藝,該奧氏體噴丸鋼管采用18-8類奧氏體不銹鋼進(jìn)行內(nèi)壁噴丸處理,其化學(xué)成分按重量百分比計(jì)(Wt%)為含 C:0. 07 0. 13、Si: ( 0. 30、Mn: ( 1. 00、P: ( 0. 040、S: ( 0. 010、 Ni :7. 5 10. 5、Cr: 17. 0 19· 0、Cu:2. 5 3. 5、Nb:0. 30 0· 60、Ν:0· 05 0. 12、Β:0· ΟΟΓΟ. 010、Al:0.003 0.030,其余均為狗。其中,該熱處理工藝的工藝包含在熱處理爐中將奧氏體噴丸鋼管在650°C -750°C進(jìn)行0. 5-10小時(shí)的熱處理,然后出爐冷卻。上述的奧氏體噴丸鋼管冷變形后的熱處理工藝,其中,所述的冷卻方式為空冷。熱處理過程具體是指,將熱處理爐升溫到實(shí)際熱處理溫度,然后將鋼管放入熱處理爐中,待爐溫再次升到實(shí)際熱處理溫度開始計(jì)時(shí),保溫到規(guī)定時(shí)間,將鋼管取出,進(jìn)行空冷。本發(fā)明提供的奧氏體噴丸鋼管冷變形后的熱處理工藝,是通過一系列熱處理溫度和熱處理時(shí)間的正交試驗(yàn)得到的,采用不同的溫度和時(shí)間對(duì)鋼管進(jìn)行熱處理,得到 6500C -750°C的溫度范圍、配合0. 5-10小時(shí)的保溫時(shí)間對(duì)鋼管滑移帶和位錯(cuò)組織形態(tài)的保留以及優(yōu)越性能的保證較為有利。本發(fā)明提供的奧氏體噴丸鋼管冷變形后的熱處理工藝具有的優(yōu)點(diǎn)是,經(jīng)過該工藝熱處理后,奧氏體噴丸鋼管的內(nèi)表面在制造過程中保留了噴丸產(chǎn)生的滑移帶和位錯(cuò)等組織形態(tài),因而能夠保持鉻元素?cái)U(kuò)散的通道,進(jìn)而保持其抗蒸汽氧化性能,提高了鍋爐材料使用時(shí)的安全性。另外,由于奧氏體噴丸鋼管在鍋爐上的應(yīng)用還處在起始階段,本熱處理工藝的出現(xiàn)彌補(bǔ)了國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域的空白。
圖1為實(shí)施例一的奧氏體不銹鋼管內(nèi)壁噴丸以后熱處理以前的內(nèi)壁金相組織圖。圖2為實(shí)施例一的奧氏體不銹鋼管內(nèi)壁噴丸以后熱處理以后的鋼管內(nèi)壁金相組織圖。圖3為實(shí)施例二的奧氏體不銹鋼管內(nèi)壁噴丸以后熱處理以前的內(nèi)壁金相組織圖。圖4為實(shí)施例二的奧氏體不銹鋼管內(nèi)壁噴丸以后熱處理以后的鋼管內(nèi)壁金相組織圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步地說明。本發(fā)明提供的奧氏體噴丸鋼管冷變形后的熱處理工藝,該奧氏體噴丸鋼管采用18-8類奧氏體不銹鋼進(jìn)行內(nèi)壁噴丸處理,其化學(xué)成分按重量百分比計(jì)(Wt%)為含 C:0. 07 0. 13、Si:彡 0. 30, Mn:彡 1.00、P:彡 0.040、S:彡 0. 010、Ni 7. 5 10. 5、 Cr 17. 0 19· 0、Cu: 2. 5 3. 5、Nb 0. 30 0· 60、N: 0. 05^0. 12、B 0. 00 1 0. 0 10、 Al :0. 003、. 030,其余均為佝。該熱處理工藝的工藝條件為熱處理溫度為650°C -750°C, 保溫時(shí)間為0. 5-10小時(shí),冷卻方式為空冷。熱處理過程包含將熱處理爐升溫到實(shí)際熱處理溫度(650°C _750°C),然后將鋼管放入熱處理爐中,待爐溫再次升到實(shí)際熱處理溫度(650°C _750°C)開始計(jì)時(shí),保溫到規(guī)定時(shí)間(0. 5-10小時(shí)),將鋼管取出,進(jìn)行空冷。實(shí)施例一
本實(shí)施例所用合金成分見表1。表1 實(shí)施例一中奧氏體不銹鋼成分(Wt%)。
權(quán)利要求
1.一種奧氏體噴丸鋼管冷變形后的熱處理工藝,該奧氏體噴丸鋼管化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為含 c:0. 07 0. 13、Si: ( 0. 30、Mn: ( 1. 00、P: ( 0. 040、S: ( 0. 010、 Ni :7. 5 10. 5、Cr: 17. 0 19· 0、Cu:2. 5 3. 5、Nb:0. 30 0· 60、Ν:0· 05 0. 12、Β:0· ΟΟΓΟ. 010、Al 0. 003、. 030,其余均為狗,其特征在于,該熱處理工藝的工藝包含在熱處理爐中將奧氏體噴丸鋼管在650°C -750°C進(jìn)行0. 5-10小時(shí)的熱處理,然后出爐冷卻。
2.如權(quán)利要求1所述的奧氏體噴丸鋼管冷變形后的熱處理工藝,其特征在于,所述的冷卻方式為空冷。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種奧氏體噴丸鋼管冷變形后的熱處理工藝,該奧氏體噴丸鋼管化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為含C:0.07~0.13、Si:≤0.30、Mn:≤1.00、P:≤0.040、S:≤0.010、Ni:7.5~10.5、Cr:17.0~19.0、Cu:2.5~3.5、Nb:0.30~0.60、N:0.05~0.12、B:0.001~0.010、Al:0.003~0.030,其余均為Fe,其特征在于,該熱處理工藝的工藝包含在熱處理爐中將奧氏體噴丸鋼管在650℃-750℃進(jìn)行0.5-10小時(shí)的熱處理,然后出爐冷卻,冷卻方式為空冷。本發(fā)明提供的奧氏體噴丸鋼管冷變形后的熱處理工藝,使奧氏體噴丸鋼管的內(nèi)表面在制造過程中保留了噴丸產(chǎn)生的滑移帶和位錯(cuò)等組織形態(tài),提高了鍋爐材料使用時(shí)的安全性,彌補(bǔ)了國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域的空白。
文檔編號(hào)C21D8/10GK102492815SQ20111045444
公開日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月30日
發(fā)明者張波, 王建泳, 金用強(qiáng) 申請(qǐng)人:上海鍋爐廠有限公司