专利名称：一种细晶粒奥氏体钢管弯头的热处理工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种钢管弯头的热处理工艺，具体地，涉及一种细晶粒奥氏体钢管弯头的热处理工艺。
背景技术：
随着国内电站锅炉行业的迅速发展，锅炉的蒸汽温度和压力越来越高，对高温耐热材料的性能也有了更高的要求，使得细晶粒奥氏体不锈钢得到了大量的应用。与普通奥氏体不锈钢相比，细晶粒奥氏体不锈钢具有更好的高温持久强度和耐高温蒸汽氧化性能。细晶粒是提高奥氏体不锈钢抗高温蒸汽氧化性能的保障，通过细晶化处理，可以提高蒸汽氧化过程中Cr元素向表面扩散的通道，使得钢管表面更容易形成一层致密的氧化膜，从而阻碍钢管进一步氧化，因此在锅炉部件的制造过程中必须控制好细晶粒奥氏体不锈钢的晶粒度。在实际的制造过程中，需要对细晶粒奥氏体不锈钢钢管进行弯管加工，而为了消除弯管的残余应力，弯后需进行固溶处理。但细晶粒奥氏体不锈钢钢管的弯头在固溶处理过程中不可避免地会发生再结晶。再结晶能有效地消除弯头的内应力，消除塑性变形所导致的各种性能变化。再结晶后的晶粒度与热处理温度、时间以及弯管变形量有密切的关系， 热处理温度越高，时间越长，弯管变形量越接近临界变形量，再结晶后的晶粒越粗大。对弯管而言，弯头的外侧拥有最大拉伸变形，内侧拥有最大压缩变形，并沿着管周向两侧翼变形量逐渐减小到零。弯头在热处理过程中，两侧翼变形量接近临界变形量的位置晶粒会急剧长大，粗大的晶粒不仅影响钢管的力学性能，同时也降低该处的抗高温氧化性能。解决这一问题的方法主要是通过热处理工艺试验，挑选合适的热处理工艺，防止热处理过程中晶粒长大，消除弯曲变形产生的残余应力。目前国内还没有良好的能解决这一问题的热处理工艺，因此迫切需要发明一种新的热处理工艺。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于细晶粒奥氏体钢管弯头的热处理工艺，既能有效地消除弯管后的内应力，又能有效地控制晶粒度，在制造过程中保留细晶粒奥氏体不锈钢的优良性能。为了达到上述目的，本发明提供了一种细晶粒奥氏体钢管弯头的热处理工艺，该热处理工艺包含在热处理炉中将细晶粒奥氏体钢管弯头在900 1050°C进行2 120min 的热处理后出炉冷却。上述的细晶粒奥氏体钢管弯头的热处理工艺，其中，所述的冷却方式采用空气冷却或者水冷却。热处理过程具体是指，将热处理炉升温到实际热处理温度，然后将弯头放入热处理炉中，待炉温再次升到实际热处理温度开始计时，保温到规定时间，将弯头取出，进行空气冷却或者水冷却。在热处理过程结束后还应进行弯头硬度和晶粒度的检测，确定所得弯头是否满足晶粒度细于7级、硬度彡200HV10的要求，其中HV表示维氏硬度、HVlO即为硬度测试的试验条件是载荷IOkg的维氏硬度。本发明提供的细晶粒奥氏体钢管弯头的热处理工艺，是通过一系列热处理温度和热处理时间的正交试验得到的，在900至1150°C范围内每隔50°C取一温度，在2-120min内选取anin、30min、60min、120min的热处理时间对弯头进行热处理，然后对热处理后弯头各处的硬度和晶粒度进行试验分析，得到900 1050°C温度范围，配合2 120min的保温时间对弯头应力消除和性能保证较为有利。本发明提供的细晶粒奥氏体钢管弯头的热处理工艺具有以下优点
该热处理工艺针对细晶粒奥氏体钢弯头，防止热处理过程中晶粒长大，消除弯曲变形产生的残余应力，热处理之后，弯头晶粒度细于7级，硬度< 200HV10，均能满足标准对原材料的要求。与现有热处理标准规定的固溶热处理相比，本热处理工艺温度范围相对较低，有利于抑制弯头晶粒长大，提高弯头性能，同时节约生产成本。
图1为本发明的细晶粒奥氏体钢管弯头的热处理工艺处理后弯头的金相组织图。图2为本发明的细晶粒奥氏体钢管弯头的热处理工艺处理后弯头的硬度测试位置示意图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步地说明。本发明提供的细晶粒奥氏体钢管弯头的热处理工艺，该热处理工艺包含在热处理炉中将细晶粒奥氏体钢管弯头在900 1050°C进行2 120min的热处理后出炉冷却，冷却方式采用空气冷却或者水冷却。本实施例中采用的热处理温度为950°C，保温30min，空气冷却。本实施例中所用的细晶粒奥氏体不锈钢弯头采用Super304H奥氏体不锈钢，其化学成分见表1。表1 细晶粒奥氏体不锈钢弯头的化学成分(Wt%)。
权利要求
1.一种细晶粒奥氏体钢管弯头的热处理工艺，其特征在于，该热处理工艺包含在热处理炉中将细晶粒奥氏体钢管弯头在900 1050°C进行2 120min的热处理后出炉冷却。
2.如权利要求1所述的细晶粒奥氏体钢管弯头的热处理工艺，其特征在于，所述的冷却方式采用空气冷却或者水冷却。
全文摘要
本发明公开了一种细晶粒奥氏体钢管弯头的热处理工艺，该热处理工艺包含在热处理炉中将细晶粒奥氏体钢管弯头在900～1050℃进行2～120min的热处理后出炉冷却，冷却方式采用空气冷却或者水冷却。在热处理过程结束后还要进行弯头硬度和晶粒度的检测。本发明提供的热处理工艺既能有效地消除弯管后的残余应力，又能有效地控制晶粒度，在制造过程中保留细晶粒奥氏体不锈钢的优良性能，同时节约生产成本。
文档编号C21D9/08GK102492821SQ20111045442
公开日2012年6月13日 申请日期2011年12月30日 优先权日2011年12月30日
发明者李宝虎, 王崇斌, 金用强 申请人:上海锅炉厂有限公司