中厚板热处理 .pdfVIP

1.1我国热处理技术发展

热处理是温度与时间相互配合的一项工艺,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扩散、再结晶的变化,也可促进

或阻止其组织与成分的转变、析出,以期达到所要求的各种性能。

我国现代热处理技术的发展历程大体上可分3个时期，即1949——1965年，

70年代中后期，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、第二个五年计划时期，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；购买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基本上是常

规技术

企业技改的强劲势头给设备制造业带来更多机会。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减少。需要更多的是工艺先进、可靠性

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

内外新设备发展动向和用户的市场需求，提出自己的产品发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）和辅助材料（清洗剂、

防锈剂、干燥剂、催化剂等）是热处理技术的重要组成部分。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与设备发展现状

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

强度结构钢、海洋平台用钢、造船板等的生产中发挥了积极作用，大大提高了钢

板的综合性能，节约了宝贵的合金元素。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仍然是难以替代的。

因为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能力

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，否则将严重制约生产能力的发挥。

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省热处理费

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基本无能为力。

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，大约占所有热处理产品的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1中厚板热处理工艺流程

1正火工艺的特点及注意事项

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。对机加工零件的结构钢

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准备；

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

的延伸、低温冲击韧性和冷弯性能大幅改善。

但值得注意的是，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20～50MPa，对于控轧控冷钢板严

重的可降低80～120MPa。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

(注意碳当量指标不要过高)，虽然热轧后钢板的延伸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)新工艺