[发明专利]一种20MnMo管板用钢的锻造与热处理工艺

说明书

本发明属于管板用钢技术领域，具体涉及一种20MnMo管板用钢的锻造与热处理工艺。步骤为：将钢锭预热处理后进行加热，使钢锭加热均匀化；对加热后的钢锭锭身进行上、下平砧倒棱和切除水口、冒口；处理后的的钢锭经回炉加热后进行镦粗和宽砧强压；并采用连接拔拔长工序，控制压下量得到中间锻材；再次回炉加热，加热后冷却至750～820℃(JTS法锻件表面降温锻造法)，采用D/H1＝0.8圆砧对锻材局部镦粗，修平锻材平面回炉加热，得到处理完的中间锻材再进行回炉加热，采用窄平砧对中间锻材表面和侧面局部修复，得到管板毛坯锻件；先正火后扩氢热处理，缓冷出炉。本发明解决了目前管板探伤不合格问题，应用前景广阔。

技术领域

本发明属于压力容器管板用钢技术领域，具体涉及一种20MnMo管板用钢的锻造与热处理工艺。

背景技术

管板就是在钢板上钻出和管子外径一样的孔，将管子穿入焊住固定，起这样作用的一种配件。目前国内使用的20MnMo钢具有较好的焊接性，被用于制造-40℃～470℃的压力容器构建，压力容器管板是压力容器重要部件，它直接影响着管箱的承压能力。压力容器的用途十分广泛，它在石油、化学工业、能源工业、科研和军工等国民经济的各个领域都有着广泛地运用。管板长期以来都是用模铸钢锭进行锻造加工，目前20MnMo管板锻造主要问题是探伤不合格，缺陷主要集中在管板中心部位。

目前下游用户管板用钢20MnMo在锻造后探伤不合格，在管板锻件的中心部位存在密集性缺陷以及探伤低波降低量超标。分析主要原因是锻造工艺不当以及锻后热处理未充分扩氢造成管板用钢20MnMo的材质探伤不合格，锻件中心部分锻造不充分无法焊合同时氢原子来不及扩散在，便在锻件心部空穴中聚集结合成分子氢，就容易产生裂纹或应力集中区域，是我国钢铁行业亟需解决的关键问题。

因此，本专利提供一种20MnMo管板用钢的锻造方法及热处理工艺，解决目前管板探伤不合格问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的技术缺陷，解决目前管板探伤不合格问题，本发明一种20MnMo管板用钢的锻造与热处理工艺。

为了实现以上目的，具体步骤如下：

一种20MnMo管板用钢，由下列重量百分比的成分组成：

C：0.17～0.23％、Si：0.15～0.40％、Mn：1.10～1.40％、P≤0.025％、S≤0.010％、Cr：≤0.030％、Ni≤0.030％、Mo：0.20～0.35％、Cu≤0.20％、N≤100ppm、H≤2.0ppm、O≤25ppm；余量为Fe及不可避免杂质。

本发明还提供一种20MnMo管板用钢的锻造与热处理工艺，包括以下步骤：

主要包括(原材料钢锭生产+管板锻件生产)：电炉冶炼、钢包脱氧合金化、LF钢包精炼、VD钢包真空精炼、模铸、锻造、热处理、探伤，以达到用户的探伤要求。

其中关键性技术采用锻造以及热处理工艺如下：

(1)钢锭加热：将钢锭放置加热炉加热；首先进行预热处理：加热到480～515℃后加热升温至700～750℃保温2.5～3.0小时(通过提前对钢锭进行预热处理，防止钢锭内外应力差开裂和锻件表面裂痕)；

钢锭预热后再进行高温加热，温度为1230～1250℃，保温5～5.5小时，得到加热后的钢锭；高温加热使钢锭加热均匀化，在此温度区间合金元素充分固溶、组织完全奥实体化，提高钢锭可塑性，降低锻造难度；

(2)锻造：

第一工步：取加热完的钢锭，对钢锭锭身进行上、下平砧倒棱和切除水口、冒口；