《中厚板热处理.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《中厚板热处理.docx（5页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、1.1 我国热处理技术进展热处理是温度与时间相互协作的一项工艺,因此,热处理是通过不同的加热温度、保温时间及冷却速度,使钢的成分与组织发生集中、再结晶的变化,也可促进或阻挡其组织与成分的转变、析出,以期到达所要求的各种性能。我国现代热处理技术的进展历程大体上可分 3 个时期，即 19491965 年， 70 年月中后期，改革开放(1978 年)以后的时期。第一个时期是恢复经济，实行第一、其次个五年打算时期，在此期间我国建设了一批大型现代化的骨干企业，其中的汽车、拖拉机、柴油机、机床和工具、轴承等机械厂大都设置了热处理车间或工段；购置了大批原苏联制造的箱式炉、井式渗碳炉和回火炉及盐浴炉、高频淬火
2、加热设如备等，并建立了自己的电炉厂, 各厂应用的热处理技术根本上是常规技术企业技改的强劲势头给设备制造业带来更多时机。在热处理加热炉中，箱式、井式和盐浴炉等常规设备的需求会进一步削减。需要更多的是工艺先进、牢靠性和自动化程度高、节能和无污染的设备。这就要求制造厂能清楚、准确地把握国内外设备进展动向和用户的市场需求，提出自己的产品进展规划和实现目标的措施。热处理工艺材料淬火剂、渗剂、防渗剂、气氛和盐浴和关心材料清洗剂、防锈剂、枯燥剂、催化剂等是热处理技术的重要组成局部。缺乏优质工艺材料， 就不能保证热处理零件和各种制品的优异质量。在热处理工艺材料中用量最大的是淬火剂。1.2 国内中厚板热处理工艺
3、与设备进呈现状目前在中厚钢板的生产中控轧控冷(TMCP)工艺已普遍应用，并在管线钢、高强度构造钢、海洋平台用钢、造船板等的生产中发挥了乐观作用，大大提高了钢板的综合性能，节约了贵重的合金元素。但是，TMCP 处理的钢板性能离散度较大，而且一些钢种要求很苛刻的临界轧制。因此，对于生产厚规格、高性能钢板， 尤其是要求性能均匀性比较高的锅炉压力容器钢板、桥梁钢板、高层建筑钢板、Z 向钢板等，传统的离线热处理方式照旧是难以替代的。由于对于需要热处理的钢板来说，一般 40mm 以上的厚规格钢板受剪切力气限制，需要火焰切割，而且热处理的钢种很多要求逐张探伤。因此，在厂房设计时要留有足够的场地，否则将严峻制
4、约生产力气的发挥。探伤一般可安排在热处理之前，这样探伤不合可直接改判以节约热处理费 用，但正火通过再结晶细化均匀组织，对于某些微小的探伤缺陷有改善作用，尤其是合金含量较高的钢种。因此，有些品种可安排在热处理之后探伤。但是，热处理对于大的分层和夹杂造成的探伤缺陷根本无能为力。1.3 中厚板热处理的主要方式中厚钢板热处理的主要方式有正火、调质(淬火+高温回火)、正火+控冷、正火+回火、回火、退火、直接淬火(DQ)、直接淬火+回火等。其中，处理量最大的是正火板，包括正火+回火，大约占全部热处理产品的 70%左右；其次是调质板， 占 15%左右；其它如回火等占 15%。中厚板热处理工艺流程见图 1。图
5、 1 中厚板热处理工艺流程1 正火工艺的特点及留意事项正火也叫常化或正常化，其目的在于使上一道工序中产生的非正常组织(如铁素体晶粒粗大、魏氏组织、带状组织、非铁素体+珠光体组织产物等亚共析钢组织缺陷)通过重结晶、均匀化组织予以改善(对低碳钢为细小等轴铁素体+均匀分布的块状珠光体组织)，从而改善其力学性能和工艺性能。正火可以作为预备热处理，也可以作为最终热处理。对机加工零件的构造钢来说，正火多半作为预备热处理，为随后的切削加工和最终热处理做组织预备； 对低碳低合金钢板来说，正火都是作为最终热处理，使钢板具有所要求的组织， 从而使其具有所要求的力学性能和工艺性能。钢板正火处理后晶粒细、碳化物分布均
6、匀，力学性能良好。正火工艺可使目前普遍应用的以 Nb、V、Ti 等强碳氮化物形成元素的低(微)合金高强度钢板 12 的延长、低温冲击韧性和冷弯性能大幅改善。但值得留意的是，正火在提高热轧低碳低合金钢板的工艺性能的同时，往往降低钢的强度，屈服强度和抗拉强度一般降低 2050MPa，对于控轧控冷钢板严峻的可降低 80120MPa。因此，为保证钢板的交货性能，在正火钢板成分设计时，应不同于一般控轧控冷钢板，可适当增加 C、Mn 等固溶强化元素以提高强度(留意碳当量指标不要过高)，虽然热轧后钢板的延长率或冲击功有所降低，但这两项指标在正火处理后会有大幅提高。2 正火+控冷(+回火)工艺常化炉除处理“双
7、高”产品外，另一大作用是挽救很多热轧后延长或冲击不合产品，削减改判率。但随之而来的一个问题是一些延长、冲击不合需挽救的产品本身强度富有量小，简洁导致处理后强度反而不合。这除了在正火温度、时间上可以做一些调整外，还可以应用正火+控冷(+回火)工艺。为防止很多钢板正火后强度大幅降低，目前国内武钢、舞钢、重钢、太钢等都开发了正火+把握冷却的工艺，利用炉后淬火机或简易水冷设施等进展正火后弱水冷(水雾等)的工艺，可较好地弥补钢板的强度损失，依据太钢阅历，钢板强度可提高 10MPa。对于把握冷却后钢板性能波动较大的钢种或 ASTM(美国材料与试验协会)中规定正火后加速冷却必需回火的钢种还可应用正火+控冷+
8、回火工 艺。3 正火+回火在锅炉压力容器钢板处理中承受较多，尤其是 CrMo 钢多承受正火+高温回火。4 调质(淬火+高温回火)近年来，超级钢、超低碳贝氏体钢等生产技术蓬勃进展，很多传统调质处理生产的屈服强度 450MPa 以上的钢板利用超细晶等技术已经可以生产，但对于压力容器、石油储罐、桥梁、军工等重要构造钢板，很多标准和用户还是要求钢板以调质状态交货。因此，一条现代化的调质钢板生产线对于提高中厚钢板厂的产品档次是不行或缺的。调质即淬火+高温回火，代表钢种有油罐钢 SPV490Q、14MnNbq、军工板 921、模具钢 P20 等。目前，调质热处理线都是承受辊底式炉快速出炉后面配套辊压式淬火
9、机。5 淬火+低温回火对于耐磨钢等要求外表硬度较高的钢种多承受淬火+低温回火。6 在线直接淬火(DQ)+回火该技术是20 世纪90 年月以来进展的技术。利用轧后的直接淬火设施(30mm 以下较简洁)实施钢板在线直接淬火，然后进展离线的回火处理，可大大节约热处理本钱。目前在生产高强度低碳贝氏体钢、油罐钢等钢种时承受较多。中厚钢板热处理炉炉型分类及比较1 中厚钢板热处理炉炉型分类中厚钢板热处理炉分类如图 2 所示，按工作方式分为连续式热处理炉和周期式间歇性热处理炉两种；按钢板运送方式分为辊底式、步进式、台车式、外部机械化式及罩式等五种；依据加热方式可分为明火加热与辐射管无氧化式加热两 种。图 2
10、中厚板热处理炉分类2 辊底式炉和步进式炉的比较辊底式炉和步进式炉都可以承受明火加热，但辐射管加热一般应用于辊底式炉。步进式加热炉主要优点是没有辊印和划伤，用于特厚板热处理有确定的优势， 但投资大，维护要求高，钢板最大输送速度受到限制，由于难以实现高速出炉， 后面不能与淬火机配套，只能用于钢板的正火、回火处理。辊底式炉可用于钢板的正火、回火及调质等热处理。这种炉子产量和机械化、自动化程度高，得到了广泛应用。3 明火加热与辐射管加热的比较辊底式热处理炉的供热方式通常有两种：一种是明火加热；另一种是炉内通保护气体的辐射管加热。无论是哪种加热方式，都要保证炉温的均匀性，并满足要求的加热和保温时间。在此
11、前提下，明火加热时，应尽可能把握炉内气氛为微氧化性气氛或接近复原气氛，以获得较好的钢板外表质量。辐射管加热时，炉内通入氮气等保护气体，在炉内形成惰性气氛，防止钢板的氧化，以获得更好的钢板外表质量。需要说明的是：一般承受钢板辐射管加热， 入炉前需经抛丸机处理，去除掉钢板外表氧化铁皮，这样还可以削减炉辊的积瘤。但明火直接加热辊底式炉还是易消灭辊印、划伤、麻坑、氧化严峻等外表缺陷。钢板下外表的辊印、划伤主要缘由是炉底辊结瘤(高温氧化铁皮累积而成) 引起的，重者增加钢板修磨量，甚至发生辊印超深或修磨面积过大导致钢板判废， 直接影响经济效益。外表氧化严峻还造成钢板麻坑、氧化铁皮增厚， 特别是船板抛丸处理
12、后消灭麻点等缺陷。一些钢厂对外表质量要求高、价格昂贵的钢板， 承受加垫板消退辊印的方法，但弊端较多：垫板铺张严峻，增大热处理量，本钱上升，生产率很低，分别不准时还影响钢板性能。为使钢板温度均匀和防止下外表划伤，应优先选用双步进梁式热处理炉和辐射管无氧化辊底式热处理炉。两种供热方式比较见表 1。表 1 两种供热方式的比较(1) 与明火加热相比，由于辐射管加热自身外表功率的限制，辐射管加热的烧嘴数量较多，因此操作点较多，维护量相对较大。(2) 与辐射管加热相比，明火加热对燃料的成分要求和燃料热值的要求更高。燃料中的有害成分会在确定程度上影响钢板的外表质量；同时燃料热值的不稳 定，使得炉内气氛难以把
13、握，因此直接影响钢板的外表质量，也会加重炉辊的积瘤。(3) 两种供热方式相比，燃料消耗差异不大，特别是近几年来，辐射管烧嘴性能的改善和空气预热温度的提高，燃烧效率进一步提高，无论是炉温均匀性、还是燃料消耗都获得了很好的效果。(4) 从趋势上看，除了用于不锈钢固溶的高温热处理炉承受明火加热以外， 随着厚板行业对产品的质量要求越来越高，越来越多的辐射管加热的热处理炉被厚板行业承受。4 其它炉型车底式炉、外部机械化式炉、罩式炉都属于周期式间歇性生产的热处理炉， 主要用作特厚板、高温回火板、退火板(中厚板很少用)等的生产。车底式炉也称台车式炉，承受传动台车进炉和出炉，常见于机械行业的热处理车间，承受吊车装卸钢板，多用于正火、退火、回火；外部机械化室式炉承受装出料机装出钢板，一台装出料机可配置 25 座炉子，多用于正火、退火及厚板的热处理；罩式炉主要用于退火和高温回火，必要时也可作为缓冷用，罩式炉需要大吨位吊车起重，且厂房造价高，另外，这种炉子一次装料量大，加热时间长，钢板瓢曲和氧化严峻，且易脱碳。这几种炉子生产效率低，燃耗大，本钱高，自动化程度低，建的中厚板厂承受较少。舞钢应用了外机炉、车底炉以及带烧嘴的缓冷坑，鞍钢、武钢配备有罩式炉.