一种用于锰钒镍合金钢的正火工艺的制作方法

　　本发明属于金属热处理技术领域，特别是涉及一种用于锰钒镍合金钢的正火工艺。

　　背景技术：

　　锰钒镍合金钢执行美标a225/a225m-03，该钢种使用mn、v、ni等合金元素来提高强度，对于d级别钢种，其成分体系为c≤0.20％，si＝0.10％～0.50％，mn≤1.70％，v＝0.10％～0.18％，ni＝0.40％～0.70％，p≤0.035％，s≤0.035％，其余为fe和不可避免残余元素。该钢种的热处理工艺要求为正火。其强度级别要求，当厚度≤75mm时，正火后屈服强度≥415mpa，抗拉强度＝550mpa～725mpa。

　　由于钢种存在厚度效应，随着厚度的增加，其拉伸强度降低，但该钢种没有考虑厚度效应，对于厚度≤75mm的规格，均采用同一标准，如果采用相同的热处理工艺，则当薄规格钢板强度满足标准要求的情况下，厚规格钢板强度则可能无法满足标准要求，因此需要对不同厚度规格钢板采用不同的正火工艺。

　　本专利即是针对该钢种的这个特性，对该钢种的正火工艺进行细分，针对不同的厚度采用不同的工艺参数，从而保证不同厚度规格钢板的强度均能满足标准要求。

　　在正火钢方面，有以下资料公布：

　　潘涛等人在申请号“201510996860.x”中提到了一种390mpa级正火型微合金化钢板中提到了一种正火工艺。

　　车马俊等人在申请号“201410426480.8”中提到了一种低合金高效正火的热处理方法中，提到了一种正火工艺。

　　这两种专利的钢种强度级别分别为345mpa级别和390mpa级别，与以上专利相比，本发明中提到的钢种屈服强度在415mpa以上，抗拉强度在550mpa以上，这比已发表的专利级别要高25mpa，对于正火钢种来说，要想使得其屈服强度稳定在该强度下，就必须重新设计成分，重新设计正火工艺，其难度也是完全不同的。

　　另外，本专利根据该级别钢种的特点，将正火工艺细化到每个厚度级别，使用最经济的方法，使每个厚度钢板强度都能满足标准要求。

　　张跃飞等人在申请号“201610871526.6”中提到了一种正火态镍钒合金高强容器钢及其生产方法中，提到了一种正火工艺。

　　该专利提到了正火态镍钒合金钢的正火工艺，但是没有将工艺细化到厚度级别，如果采用笼统的工艺生产，在生产大厚度钢板时，其强度级别很有可能出现低于标准要求的情况，而生产小厚度钢板时，如果采用较高的正火工艺，又会造成不必要的能源浪费，而本专利中的详细划分，可以为该类钢种的生产提供最详细的工艺指导，既能保证所有厚度钢板的强度级别达到要求，还能节省能源。

　　技术实现要素：

　　本发明的目的在提供一种用于锰钒镍合金钢的正火工艺，该类钢种没有考虑厚度效应，对于厚度≤75mm的钢板，均采用同一强度标准，本发明将根据钢板的厚度进行分类，不同的厚度钢板，采用不同的正火工艺，从而使得每个厚度钢板的强度均能满足标准要求。该钢种成分体系为c≤0.20％，si＝0.10％～0.50％，mn≤1.70％，v＝0.10％～0.18％，ni＝0.40％～0.70％，p≤0.035％，s≤0.035％，其余为fe和不可避免残余元素，均为重量百分数。

　　该钢种随着正火温度的提高，v的析出物增加，析出强化的效果增加，因此其强度增加，因此对于厚度较大的钢板，可以采用较高的正火温度。同时，为保证钢板心部的充分受热，随着厚度的增加，其在炉时间也应该随之增加，以保证钢板在厚度方向上强度的均匀性。另外如果薄规格钢板和厚规格钢板均采用较高的正火温度进行正火，薄规格钢板的强度富余量过大，造成不必要的能源浪费，另外也可能造成薄规格钢板的抗拉强度超过其标准上限。

　　按照厚度级别将厚度≤75mm的钢板分成五组，厚度用字母d来表示，用数字下标来区分分组，则分组方法为：分组1：6＜d1≤15mm；分组2：15mm＜d2≤30mm；分组3：30mm＜d3≤45mm；分组4：45mm＜d4≤60mm；分组5：60mm＜d5≤75mm。

　　针对不同的分组，采用不同的正火温度，正火温度分别为：分组1和分组2的正火温度区间为：840℃～870℃；分组3和分组4的正火温度区间为：871℃～900℃；分组5的正火温度区间为：901℃～920℃。

　　在炉时间是指钢板从进入加热炉到离开加热炉之间的时间，针对不同的分组，采用不同的在炉时间，分别为：分组1的在炉时间：25min～35min；分组2的在炉时间：40min～60min；分组3的在炉时间：65min～85min；分组4的在炉时间：90min～110min；分组5的在炉时间：115min～140min；

　　本发明具有以下优点：

　　(1)按照厚度进行分组，每组采用不同的正火工艺，从而使得不同厚度钢板的强度均能满足标准要求。

　　(2)不同厚度采用不同正火温度，可以避免不必要的能源浪费。

　　(3)该工艺简单易行，适合现场实际工艺的制定和执行，值得全行业推广。

　　具体实施方式

　　实施方法1：钢种成分为：c＝0.16％，mn＝1.50％，si＝0.40％，v＝0.15％，ni＝0.60％p＝0.013％，s＝0.0055％，其余为fe和不可避免残余元素。

　　钢板厚度为10mm，其正火温度采用860℃，在炉时间为30min，其屈服强度516mpa，抗拉强度690mpa，满足标准要求。

　　实施方法2：钢种成分为：c＝0.16％，mn＝1.50％，si＝0.40％，v＝0.15％，ni＝0.60％p＝0.013％，s＝0.0055％，其余为fe和不可避免残余元素。

　　钢板厚度为30mm，其正火温度采用860℃，在炉时间为55min，其屈服强度430mpa，抗拉强度615mpa，满足标准要求。

　　实施方法3：钢种成分为：c＝0.155％，mn＝1.60％，si＝0.35％，v＝0.16％，ni＝0.55％，p＝0.015％，s＝0.0070％，其余为fe和不可避免残余元素。

　　钢板厚度为50mm，其正火温度采用900℃，在炉时间为100min，其屈服强度435mpa，抗拉强度620mpa，满足标准要求。

　　技术特征：技术总结