[發明專利]一種20MnMo鋼微合金化及熱處理方法

有效

• 申請號: 201110454851.X
• 申請日: 2011-12-30
• 公開（公告）號: CN102560244A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 于慎君;劉曉珂;陶凱;石如星;代博杰;李德福;郎慶斌;殷立濤;張峰;聶新林;席志永;陳艷芳;李光;林乙丑;于文平
• 申請（專利權）人: 中信重工機械股份有限公司
• 主分類號: C22C38/12
• 分類號: C22C38/12;C21D1/18
• 代理公司: 洛陽市凱旋專利事務所 41112
• 代理人: 陸君

技術領域

本發明屬于低碳合金鋼技術領域，尤其涉及一種Nb微合金化的20MnMo鋼及熱處理方法。

背景技術

在世界范圍內，具有優良焊接性能的低碳合金鋼用量大且用途多。20MnMo屬壓力容器用低碳合金鋼，焊接性能良好，廣泛應用于中溫高壓容器，如高壓加熱器管板、進出口水管、封頭、底蓋、筒體、等鍋爐設備中的核心部件。隨著技術進步，對鋼鐵材料的性能要求不斷提高，很多工況下，不僅要求具有高的強度、良好的塑韌性，還應具有低的韌脆轉變溫度及優良的加工性能。生產中常常出現20MnMo管板、模塊等沖擊功不穩定而達不到技術要求，造成工件多次返修或報廢的情況，據分析這與晶粒粗大有關。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供一種20MnMo鋼微合金化及熱處理方法，適用于有效截面100~700mm的工件。

為實現上述發明目的，本發明采用如下技術方案：

一種20MnMo鋼微合金化，其化學成分組成以質量百分數計為：C：0.17～0.23、Si：0.17～0.37、Mn：1.10～1.40、P：≤0.025、S：≤0.015、Ni：≤0.30、Cr：≤0.30、Cu：≤0.25、Mo：0.20～0.35；還添加有微合金元素Nb，Nb的含量為0.03～0.06。

微量元素鈮被廣泛應用于微合金鋼中，對鋼的性能產生多種影響。主要表現在兩個方面：一是在熱加工過程中抑制奧氏體的形變再結晶并阻止其晶粒的長大；二是可以通過應變誘導析出碳氮化合物，發揮鈮的沉淀強化作用。對于20MnMo低碳低合金鋼而言，向鋼中添加的合金元素Nb對鋼的性能影響非常強烈。少量的Nb在鋼中便可起到非常大的作用，Nb細化晶粒，在提高強度的同時，又改善鋼的韌性。

一種微合金化20MnMo鋼熱處理方法，其工藝步驟為：

（1）將工件放入熱處理爐內，以40~60℃/h的速度升溫至350±10℃保溫2~5h，然后再以40~60℃/h的速度升溫至600~700℃保溫3~8h；

（2）600~700℃保溫后，以50-80℃/h的速度升溫至淬火溫度880~930℃保溫3~20h；

（3）將工件從爐中吊出，放入水中淬火10~120min，表面溫度≤150℃之后從水中取出，水溫控制在≤20℃；

（4）冷卻結束后及時裝爐回火，以30-60℃/h的速度升溫至350~400℃，保溫4~8h；

（5）350~400℃保溫結束后，以30~60℃/h的速度升溫至回火溫度580~650℃，保溫6~35h，出爐空冷。

由于采用如上所述的技術方案，本發明具有如下優越性：

一、經性能熱處理后，20MnMo鋼及Nb微合金化后的20MnMo鋼力學性能如表2所示。

表2??加Nb前后20MnMo鋼性能對比