阅读说明：本技术 一种耐高温SA299GrA无铁皮钢板正火方法 (High-temperature-resistant SA299GrA sheet-iron-free steel plate normalizing method ) 是由 李建朝 刘印子 赵国昌 林明新 张萌 刘生 龙杰 李劲峰 肖雄峰 程含文 石莉 于 2019-09-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种耐高温SA299GrA无铁皮钢板正火方法,所述正火工艺：氮气保护负压氛围加热,保温900℃～950℃,总加热时间≥2.0min/mm,出炉喷雾冷却。本发明选择合适的正火热处理工艺,使钢板全厚度方向得到晶粒细化的珠光体+铁素体+贝氏体组织,晶粒度达到8.0级～9.0级,钢板具有较高的室温抗拉强度,0℃横向平均冲击功达到100J以上,400℃高温屈服强度R<Sub>p0.2</Sub>≥197MPa、高温抗拉强度≥517MPa,横向弯曲良好,钢板在高温条件下表面无铁皮,表面质量洁净且综合性能优良的耐高温性能用钢板。本方法具有正火工艺创新性强,产品质量稳定、可实现批量生产的特点。(The invention discloses a high-temperature resistant SA299GrA steel plate normalizing method without an iron sheet, which comprises the following steps: heating in nitrogen protection negative pressure atmosphere, keeping the temperature at 900-950 ℃, keeping the total heating time at more than or equal to 2.0min/mm, discharging and spraying and cooling. The invention selects proper normalizing heat treatmentThe process makes the steel plate obtain pearlite, ferrite and bainite tissues with refined grains in the full thickness direction, the grain size reaches 8.0 grade to 9.0 grade, the steel plate has higher room temperature tensile strength, the transverse average impact power at 0 ℃ reaches more than 100J, and the yield strength R at 400 ℃ and high temperature p0.2 The steel plate has the advantages of more than or equal to 197MPa, high-temperature tensile strength more than or equal to 517MPa, good transverse bending, no iron sheet on the surface of the steel plate under the high-temperature condition, clean surface quality and excellent comprehensive performance. The method has the characteristics of strong innovation of normalizing process, stable product quality and capability of realizing batch production.)

一种耐高温SA299GrA无铁皮钢板正火方法

技术领域

本发明涉及钢铁冶金领域，尤其是一种耐高温SA299GrA无铁皮钢板正火方法。

背景技术

正火热处理是改善机械设备性能与提升外观质量的重要途径之一，由于正火属于高温热处理，极易产生正火工件的表面氧化、辊印以及加工开裂现象。目前，对提升正火态钢板耐高温、表面无氧化生产方法还处于初级研究阶段，国内乃至国外都无现成工艺参考及应用实例。作为国内重要的宽厚板生产基地，提升钢板的耐高温性能，钢板表面无铁皮外观质量，进行工艺研究势在必行。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种耐高温、无铁皮钢板正火热处理方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种耐高温SA299GrA无铁皮钢板正火方法，采用正火工艺，所述正火工艺：氮气保护负压氛围加热，保温900℃～950℃，总加热时间≥2.0min/mm，出炉喷雾冷却，出炉后采取两台喷雾机增加快速冷却，冷却速度≥150℃/小时。

优选的，正火在炉氮气保护负压氛围加热，氮气保护负压≤-0.5MPa、天然气流量压力≥8.0MPa、氧气流量压力≥5.0MPa、空燃比≤1:9.5。

优选的，所述钢板化学成分组成及质量百分含量为：C≤0.23%、Si：0.20～0.35%、Mn：1.38～1.50%、P≤0.008%、S≤0.005%、Ni：0.20～0.25% 、Cr：0.12～0.20% Mo：0.05～0.10%、Al：0.20～0.40 %、N≤0.010%、H≤0.005%、（Sn+As+Sb+Bi+Pb）≤0.022%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。

优选的，所述正火工艺钢板全厚度方向得到均匀、细化的珠光体+铁素体+贝氏体组织，晶粒度达到8.0级～9.0级。

优选的，所述钢板0℃横向平均冲击功达到100J以上，400℃高温屈服强度R_p0.2≥197MPa、高温抗拉强度≥517MPa。

优选的，钢板的最大厚度250mm,宽度4000mm。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

1、本发明在钢铁冶金领域首次采用负压氮气保护气氛对钢板正火热处理，获得了无铁皮、无辊印、无裂纹外观质量优良的钢板；

2、正火后出炉冷却采用喷雾方式冷却，创造性的解决了钢板耐高温强度与钢板表面质量兼得的问题；

3、本发明精准的正火工艺参数修正、创新，确保了钢板组织为铁素体+珠光体+贝氏体，晶粒度达到8.0级～9.0级，使钢板拥有较高的耐高温性；

4、钢板具有较高的室温抗拉强度，0℃横向平均冲击功达到100J以上，400℃高温屈服强度R_p0.2≥197MPa、高温抗拉强度≥517MPa，横向弯曲良好，创新性提升了钢板综合性能技术指标；

5、钢板表面无铁皮化减少了后续工序扒皮、抛丸，缩短了生产工艺流程、减少了生产成本，极大的提升了生产效率，通过工艺路线创新实现了工艺优化。

本发明在钢铁冶金领域首次采用氮气保护负压正火与喷雾冷却，获得了良好的机械性能、无铁皮的优良外观质量在产品市场竞争中处于领先地位，取代了产品进口，达到国际水平。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

一种耐高温SA299GrA无铁皮钢板正火方法，正火工艺如下所述：（1）氮气保护负压氛围加热，保温900℃～950℃，总加热时间≥2.0min/mm，出炉喷雾冷却，出炉后采取两台喷雾机增加快速冷却，冷却速度≥150℃/小时。（2）正火在炉氮气保护负压氛围加热，氮气保护负压≤-0.5MPa、天然气流量压力≥8.0MPa、氧气流量压力≥5.0MPa、空燃比≤1:9.5。

实施例1：一种耐高温SA299GrA无铁皮钢板正火方法采用下述具体工艺。

本发明所述耐高温SA299GrA无铁皮钢板的厚度250mm,宽度4000mm，化学成分（按重量百分比）为：C：0.23%、Si：0.30%、Mn：1.48%、P≤0.007%、S≤0.003%、Ni：0.24% 、Cr：0.18%、 Mo：0.08%、Al：0.35 %、N≤0.004%、H≤0.002%、（Sn+As+Sb+Bi+Pb）≤0.020%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。

（1）正火工艺：保温温度910℃±10℃，总加热时间：4.0 min/mm，出炉喷雾冷却，出炉后采取两台喷雾机增加快速冷却，冷却速度≥150℃/小时。

（2）正火在炉氮气保护负压氛围加热，氮气保护负压-0.5MPa、天然气流量压力10.0MPa、氧气流量压力8.0MPa、空燃比≤1:9.5。

（3）钢板全厚度方向得到均匀、细化的珠光体+铁素体+贝氏体组织，晶粒度达到8.5级。

本钢板经正火热处理后的机械性能为：室温屈服强度390MPa，室温抗拉强度678MPa，延伸率26.0%；0℃横向1/4处冲击功：141J、136J、158J；400℃高温屈服强度R_p0.2≥307MPa，400℃高温抗拉强度568MPa，D=3a，180度冷弯良好，钢板机械性能良好，强韧性优良，钢板表面光洁，无氧化铁皮。

实施例2：一种耐高温SA299GrA无铁皮钢板正火方法采用下述具体工艺。

本发明所述耐高温SA299GrA无铁皮钢板的厚度220mm,宽度3800mm，化学成分（按重量百分比）为：C：0.23%、Si：0.30%、Mn：1.45%、P≤0.007%、S≤0.003%、Ni：0.22% 、Cr：0.16%、 Mo：0.08%、Al：0.32 %、N≤0.002%、H≤0.002%、（Sn+As+Sb+Bi+Pb）≤0.021%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。

（1）正火工艺：保温温度930℃±10℃，总加热时间：3.5 min/mm，出炉喷雾冷却，出炉后采取两台喷雾机增加快速冷却，冷却速度≥150℃/小时。

（2）正火在炉氮气保护负压氛围加热，氮气保护负压-0.6MPa、天然气流量压力9.0MPa、氧气流量压力6.0MPa、空燃比≤1:9.5。

（3）钢板全厚度方向得到均匀、细化的珠光体+铁素体+贝氏体组织，晶粒度达到8.0级。

本钢板经正火热处理后的机械性能为：室温屈服强度382MPa，室温抗拉强度669MPa，延伸率25.5%；0℃横向1/4处冲击功：162J、158J、160J；400℃高温屈服强度R_p0.2≥305MPa，400℃高温抗拉强度561MPa，D=3a，180度冷弯良好，钢板机械性能良好，强韧性优良，钢板表面光洁，无氧化铁皮。

实施例3：一种耐高温SA299GrA无铁皮钢板正火方法采用下述具体工艺。

本发明所述耐高温SA299GrA无铁皮钢板的厚度200mm,宽度3900mm，化学成分（按重量百分比）为：C：0.22%、Si：0.28%、Mn：1.47%、P≤0.006%、S≤0.004%、Ni：0.21% 、Cr：0.16%、 Mo：0.08%、Al：0.32 %、N≤0.002%、H≤0.002%、（Sn+As+Sb+Bi+Pb）≤0.021%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。

（1）正火工艺：保温温度930℃±10℃，总加热时间：3.2 min/mm，出炉喷雾冷却，出炉后采取两台喷雾机增加快速冷却，冷却速度≥150℃/小时。

（2）正火在炉氮气保护负压氛围加热，氮气保护负压-0.6MPa、天然气流量压力8.5MPa、氧气流量压力6.0MPa、空燃比≤1:9.5。

（3）钢板全厚度方向得到均匀、细化的珠光体+铁素体+贝氏体组织，晶粒度达到8.0级。

本钢板经正火热处理后的机械性能为：室温屈服强度376MPa，室温抗拉强度653MPa，延伸率24.5%；0℃横向1/4处冲击功：143J、165J、163J；400℃高温屈服强度R_p0.2≥323MPa，400℃高温抗拉强度545MPa，D=3a，180度冷弯良好，钢板机械性能良好，强韧性优良，钢板表面光洁，无氧化铁皮。

实施例4：一种耐高温SA299GrA无铁皮钢板正火方法采用下述具体工艺。

本发明所述耐高温SA299GrA无铁皮钢板的厚度185mm,宽度3950mm，化学成分（按重量百分比）为：C：0.21%、Si：0.26%、Mn：1.44%、P≤0.007%、S≤0.003%、Ni：0.23% 、Cr：0.17%、 Mo：0.06%、Al：0.34 %、N≤0.003%、H≤0.003%、（Sn+As+Sb+Bi+Pb）≤0.020%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。

（1）正火工艺：保温温度920℃±10℃，总加热时间：3.5min/mm，出炉喷雾冷却，出炉后采取两台喷雾机增加快速冷却，冷却速度≥150℃/小时。

（2）正火在炉氮气保护负压氛围加热，氮气保护负压-0.6MPa、天然气流量压力8.5MPa、氧气流量压力6.0MPa、空燃比≤1:9.5。

（3）钢板全厚度方向得到均匀、细化的珠光体+铁素体+贝氏体组织，晶粒度达到8.0级。

本钢板经正火热处理后的机械性能为：室温屈服强度386MPa，室温抗拉强度661MPa，延伸率24%；0℃横向1/4处冲击功：125J、115J、146J；400℃高温屈服强度R_p0.2≥318MPa，400℃高温抗拉强度538MPa，D=3a，180度冷弯良好，钢板机械性能良好，强韧性优良，钢板表面光洁，无氧化铁皮。

实施例5：一种耐高温SA299GrA无铁皮钢板正火方法采用下述具体工艺。

本发明所述耐高温SA299GrA无铁皮钢板的厚度150mm,宽度4000mm，化学成分（按重量百分比）为：C：0.22%、Si：0.25%、Mn：1.46%、P≤0.007%、S≤0.003%、Ni：0.24% 、Cr：0.17%、 Mo：0.06%、Al：0.34 %、N≤0.003%、H≤0.003%、（Sn+As+Sb+Bi+Pb）≤0.020%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。

（1）正火工艺：保温温度910℃±10℃，总加热时间：3.5min/mm，出炉喷雾冷却，出炉后采取两台喷雾机增加快速冷却，冷却速度≥150℃/小时。

（2）正火在炉氮气保护负压氛围加热，氮气保护负压-0.6MPa、天然气流量压力8.5MPa、氧气流量压力6.0MPa、空燃比≤1:9.5。

（3）钢板全厚度方向得到均匀、细化的珠光体+铁素体+贝氏体组织，晶粒度达到8.0级。

本钢板经正火热处理后的机械性能为：室温屈服强度401MPa，室温抗拉强度683MPa，延伸率23%；0℃横向1/4处冲击功：108J、106J、121J；400℃高温屈服强度R_p0.2≥345MPa，400℃高温抗拉强度551MPa，D=3a，180度冷弯良好，钢板机械性能良好，强韧性优良，钢板表面光洁，无氧化铁皮。

实施例6：一种耐高温SA299GrA无铁皮钢板正火方法采用下述具体工艺。

本发明所述耐高温SA299GrA无铁皮钢板的厚度100mm,宽度4000mm，化学成分（按重量百分比）为：C：0.21%、Si：0.25%、Mn：1.44%、P≤0.006%、S≤0.003%、Ni：0.21% 、Cr：0.15%、 Mo：0.06%、Al：0.34 %、N≤0.003%、H≤0.003%、（Sn+As+Sb+Bi+Pb）≤0.020%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。

（1）正火工艺：保温温度910℃±10℃，总加热时间：3.0min/mm，出炉喷雾冷却，出炉后采取两台喷雾机增加快速冷却，冷却速度≥150℃/小时。

（2）正火在炉氮气保护负压氛围加热，氮气保护负压-0.5MPa、天然气流量压力8.5MPa、氧气流量压力6.0MPa、空燃比≤1:9.5。

（3）钢板全厚度方向得到均匀、细化的珠光体+铁素体+贝氏体组织，晶粒度达到8.0级。

本钢板经正火热处理后的机械性能为：室温屈服强度417MPa，室温抗拉强度692MPa，延伸率23%；0℃横向1/4处冲击功：143J、156J、164J；400℃高温屈服强度R_p0.2：351MPa，400℃高温抗拉强度：568MPa，D=3a，180度冷弯良好，钢板机械性能良好，强韧性优良，钢板表面光洁，无氧化铁皮。

实施例7：一种耐高温SA299GrA无铁皮钢板正火方法采用下述具体工艺。

本发明所述耐高温SA299GrA无铁皮钢板的厚度80mm,宽度3800mm，化学成分（按重量百分比）为：C：0.20%、Si：0.23%、Mn：1.40%、P≤0.006%、S≤0.003%、Ni：0.21% 、Cr：0.15%、Mo：0.06%、Al：0.34 %、N≤0.003%、H≤0.003%、（Sn+As+Sb+Bi+Pb）≤0.020%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。

（1）正火工艺：保温温度910℃±10℃，总加热时间：2.5min/mm，出炉喷雾冷却，出炉后采取两台喷雾机增加快速冷却，冷却速度≥150℃/小时。

（2）正火在炉氮气保护负压氛围加热，氮气保护负压-0.5MPa、天然气流量压力8.5MPa、氧气流量压力6.0MPa、空燃比≤1:9.5。

（3）钢板全厚度方向得到均匀、细化的珠光体+铁素体+贝氏体组织，晶粒度达到8.0级。

本钢板经正火热处理后的机械性能为：室温屈服强度423MPa，室温抗拉强度692MPa，延伸率22%；0℃横向1/4处冲击功：143J、156J、164J；400℃高温屈服强度R_p0.2：373MPa，400℃高温抗拉强度：586MPa，D=3a，180度冷弯良好，钢板机械性能良好，强韧性优良，钢板表面光洁，无氧化铁皮。

实施例8：一种耐高温SA299GrA无铁皮钢板正火方法采用下述具体工艺。

本发明所述耐高温SA299GrA无铁皮钢板的厚度50mm,宽度4000mm，化学成分（按重量百分比）为：C：0.19%、Si：0.22%、Mn：1.40%、P≤0.006%、S≤0.003%、Ni：0.21% 、Cr：0.13%、Mo：0.06%、Al：0.34 %、N≤0.003%、H≤0.003%、（Sn+As+Sb+Bi+Pb）≤0.020%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。

（1）正火工艺：保温温度910℃±10℃，总加热时间：2.2min/mm，出炉喷雾冷却，出炉后采取两台喷雾机增加快速冷却，冷却速度≥150℃/小时。

（2）正火在炉氮气保护负压氛围加热，氮气保护负压-0.5MPa、天然气流量压力8.5MPa、氧气流量压力6.0MPa、空燃比≤1:9.5。

（3）钢板全厚度方向得到均匀、细化的珠光体+铁素体+贝氏体组织，晶粒度达到8.0级。

本钢板经正火热处理后的机械性能为：室温屈服强度437MPa，室温抗拉强度704MPa，延伸率21%；0℃横向1/4处冲击功：189J、167J、185J；400℃高温屈服强度R_p0.2：364MPa，400℃高温抗拉强度：595MPa，D=3a，180度冷弯良好，钢板机械性能良好，强韧性优良，钢板表面光洁，无氧化铁皮。