冷成形封头热处理方法
【专利摘要】本发明公开了一种冷成形封头热处理方法，依据变形率选择处理方式，当dr＜5时采用去应力退火；当dr≥5时采用正火处理，包括升温、保温和冷却三个阶段，其升温速度为150～200℃/h，保温温度为890～920℃，保温时间t=2δ,且t≥20；冷却方式采用自然冷却或强制冷却。本发明的热处理方法能够恢复封头材料的性能，既满足了标准的要求，又能达到良好的使用效果。
【专利说明】冷成形封头热处理方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种合金变形后再进行热处理来改变物理性的方法，具体涉及一种冷 成形封头热处理方法。
【背景技术】
[0002] 常用的压力容器封头分为不锈钢和碳素钢，因不锈钢延伸率大（A > 40%)成形后 一般不进行去应力热处理。而常用的碳钢延伸率比不锈钢要小得多，即Q245R仅有A >24%， Q345R的A彡20%。GB150. 4-2011中8. 1. 1规定为"应于成形后进行相应热处理恢复材料 性能"，在老标准GB150中10. 4. 2规定"应于成形后进行热处理"，可见新老标准中均为给出 具体的热处理方法。
[0003] 目前，大部分封头厂都采用去应力退火进行热处理。但在实际工作中发现，对于成 形时变形量较大的封头，虽然采取了退应力退火处理，但在压力容器的使用过程中还是出 现了裂纹，甚至在封头与筒体焊接过程中也出现过裂纹。可见行业标准对恢复性能热处理 并未给出明确的操作指引，尤其是对冷成形相对变形量，即变形率dr (deformation rate) 较大的情况，目前缺少行之有效的去应力处理方式。
【发明内容】
[0004] 发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种冷成形封头热处理 方法。
[0005] 技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供的冷成形封头热处理方法，依据变形 率选择处理方式，其中变形率 dr=75 5 (1-Rf/R0)/Rf 式中S为板厚，&为成形后中心面半径，&为成形前中心面半径，&为封头成形前曲 率半径； 当dr < 5时采用去应力退火；当dr彡5时采用正火处理，包括升温、保温和冷却三个 阶段， 其中保温阶段的保温温度为890?920°C ;保温时间t=2 δ，且t彡20,其中t的单位 为min, δ的单位为mm ; 在δ <30mm时，所述升温阶段的升温速度< 200°C/h，冷却阶段采用空气自然冷却； 在δ >30mm时，所述升温阶段的升温速度<150°C/h，冷却阶段采用风机强制冷却。
[0006] 作为优选，所述保温温度按照封头材质选择，Q245R为890?910°C，Q345R为 900 ?920。。。
[0007] 作为优选，在δ > 30mm时，所述冷却阶段增加雾状的气流强冷。
[0008] 有益效果：使用本发明的处理方法热处理的封头，能够恢复材料的性能，既满足标 准要求，又达到良好的使用效果。
[0009] 除了上面所述的本发明解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技 术方案的技术特征所带来的优点外，本发明的冷成形封头热处理方法所能解决的其他技术 问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征带来的优点，将结合附图作出进 一步详细的说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0010] 图1是本发明实施例1中的正火工艺过程图； 图2是本发明实施例2中的正火工艺过程图。
【具体实施方式】
[0011] 实施例1 : 本实施例是对Q245R碳钢材料，δ < 30mm的椭圆形封头冷成形后恢复性能给出热处 理方案。
[0012] 首先计算封头的相对变形量，即变形率 dr=75 5 (1-Rf/R0)/Rf δ -封头钢板厚度mm Rf -封头成形后曲面中最小曲率半径mm Rcr封头成形前曲率半径(平板为无穷大）mm 当dr < 5时采用现有的去应力退火方式，即650°C以下，其相关工艺参数根据板厚设 定。
[0013] 当dr彡5时采用以下的正火处理方式，温度曲线如图1所示： 1. 升温速度：< 200°C /h 2. 保温温度：890?910°C 3. 保温时间：按封头钢板厚度δ进行核定，2min/mm，最低不低于20min 4. 冷却方式：空气自然冷却 经过以上热处理的封头，经测试各项性能已恢复到Q245R板材在冷压前的初始性能， 即最佳性能，既满足标准要求，又达到良好的使用效果。
[0014] 实施例2 : 本实施例针对Q345R碳钢材料，δ > 30mm的椭圆形封头冷成形后给出热处理方案。
[0015] 首先计算封头的相对变形量，即变形率dr。
[0016] 当dr < 5时采用现有的去应力退火方式，S卩650°C以下，其相关工艺参数根据板厚 设定。
[0017] 当dr彡5时采用以下的正火处理方式，温度曲线如图2所示： 1. 升温速度：< 150°C /h 2. 保温温度：900?920°C 3. 保温时间：按封头钢板厚度δ进行核定，2min/mm 4. 冷却方式：用风机强制冷却，有条件加雾状的气流强冷，以保证冷却速度 经过以上热处理的封头，能够恢复材料的性能，既满足标准要求，又达到良好的使用效 果。
[0018] 为了对上述热处理方法的效果进行数据验证，采用δ =l〇mm的钢板做模型试验， 压制小型封头，采用本发明的热处理方法处理后，测定强度，并按GB713标准进行0°C冲 击试验，得到数据如下表：
【权利要求】
1. 一种冷成形封头热处理方法，依据变形率选择处理方式，其中变形率 dr=75 5 (1-Rf/R0)/Rf 式中S为板厚，&为成形后中心面半径，&为成形前中心面半径，&为封头成形前曲 率半径； 当dr < 5时采用去应力退火，其特征在于：当dr彡5时采用正火处理，包括升温、保温 和冷却三个阶段， 其中保温阶段的保温温度为890?920°C ;保温时间t=2 δ，且t彡20,其中t的单位 为min, δ的单位为mm ; 在δ <30mm时，所述升温阶段的升温速度< 200°C/h，冷却阶段采用空气自然冷却； 在δ >30mm时，所述升温阶段的升温速度<150°C/h，冷却阶段采用风机强制冷却。
2. 根据权利要求1所述的冷成形封头热处理方法，其特征在于：所述保温温度按照封 头材质选择，Q245R 为 890 ?910°C，Q345R 为 900 ?920°C。
3. 根据权利要求1所述的冷成形封头热处理方法，其特征在于：在δ > 30mm时，所述 冷却阶段增加雾状的气流强冷。
【文档编号】C21D9/00GK104152658SQ201410337661
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年7月16日 优先权日:2014年7月16日
【发明者】刘学东 申请人:江苏昆仲机械有限公司