[發明專利]冷成形封頭熱處理方法

有效

• 申請號: 201410337661.3
• 申請日: 2014-07-16
• 公開（公告）號: CN104152658A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 劉學東
• 申請（專利權）人: 江蘇昆仲機械有限公司
• 主分類號: C21D9/00
• 分類號: C21D9/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 李曉

技術領域

本發明涉及一種合金變形后再進行熱處理來改變物理性的方法，具體涉及一種冷成形封頭熱處理方法。

背景技術

常用的壓力容器封頭分為不銹鋼和碳素鋼，因不銹鋼延伸率大（A≥40%）成形后一般不進行去應力熱處理。而常用的碳鋼延伸率比不銹鋼要小得多，即Q245R僅有A≥24%，Q345R的A≥20%。GB150.4-2011中8.1.1規定為“應于成形后進行相應熱處理恢復材料性能”，在老標準GB150中10.4.2規定“應于成形后進行熱處理”，可見新老標準中均為給出具體的熱處理方法。

目前，大部分封頭廠都采用去應力退火進行熱處理。但在實際工作中發現，對于成形時變形量較大的封頭，雖然采取了退應力退火處理，但在壓力容器的使用過程中還是出現了裂紋，甚至在封頭與筒體焊接過程中也出現過裂紋。可見行業標準對恢復性能熱處理并未給出明確的操作指引，尤其是對冷成形相對變形量，即變形率dr（deformation?rate）較大的情況，目前缺少行之有效的去應力處理方式。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種冷成形封頭熱處理方法。

技術方案：為解決上述技術問題，本發明提供的冷成形封頭熱處理方法，依據變形率選擇處理方式，其中變形率

dr=75δ（1-R_f/R₀）/?R_f

式中δ為板厚?，R_f為成形后中心面半徑，R₀為成形前中心面半徑，R₀為封頭成形前曲率半徑；

當dr＜5時采用去應力退火；當dr≥5時采用正火處理，包括升溫、保溫和冷卻三個階段，

其中保溫階段的保溫溫度為890～920℃；保溫時間t=2δ,且t≥20，其中t的單位為min，δ的單位為mm；

在δ≤30mm時，所述升溫階段的升溫速度≤200℃/h，冷卻階段采用空氣自然冷卻；

在δ＞30mm時，所述升溫階段的升溫速度≤150℃/h，冷卻階段采用風機強制冷卻。

作為優選，所述保溫溫度按照封頭材質選擇，Q245R為890～910℃，Q345R為900～920℃。

作為優選，在δ＞30mm時，所述冷卻階段增加霧狀的氣流強冷。

有益效果：使用本發明的處理方法熱處理的封頭，能夠恢復材料的性能，既滿足標準要求，又達到良好的使用效果。

除了上面所述的本發明解決的技術問題、構成技術方案的技術特征以及由這些技術方案的技術特征所帶來的優點外，本發明的冷成形封頭熱處理方法所能解決的其他技術問題、技術方案中包含的其他技術特征以及這些技術特征帶來的優點，將結合附圖作出進一步詳細的說明。

附圖說明

圖1是本發明實施例1中的正火工藝過程圖；

圖2是本發明實施例2中的正火工藝過程圖。

具體實施方式

實施例1：

本實施例是對Q245R碳鋼材料，δ≤30mm的橢圓形封頭冷成形后恢復性能給出熱處理方案。

首先計算封頭的相對變形量，即變形率

dr=75δ（1-R_f/R₀）/?R_f

δ-封頭鋼板厚度mm?

R_f?-封頭成形后曲面中最小曲率半徑mm

R₀-封頭成形前曲率半徑（平板為無窮大）mm

當dr＜5時采用現有的去應力退火方式，即650℃以下，其相關工藝參數根據板厚設定。

當dr≥5時采用以下的正火處理方式，溫度曲線如圖1所示：

1.升溫速度：≤200℃/h

2.保溫溫度：890～910℃

3.保溫時間：按封頭鋼板厚度δ進行核定，2min/mm，最低不低于20min?

4.冷卻方式：空氣自然冷卻

經過以上熱處理的封頭，經測試各項性能已恢復到Q245R板材在冷壓前的初始性能，即最佳性能，既滿足標準要求，又達到良好的使用效果。

實施例2：

本實施例針對Q345R碳鋼材料，δ＞30mm的橢圓形封頭冷成形后給出熱處理方案。

首先計算封頭的相對變形量，即變形率dr。

當dr＜5時采用現有的去應力退火方式，即650℃以下，其相關工藝參數根據板厚設定。

當dr≥5時采用以下的正火處理方式，溫度曲線如圖2所示：