(S32750+Q345R)不锈钢复合厚钢板热处理工艺研究.docx

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1、(S32750+Q345R)不锈钢复合厚钢板热处理工艺争论范述宁【摘 要】Both the characters of the base board and the requirements of the covering layer should be considered during the heat treatment of clad plate made of stainless steel, the heat treatment processes are quite different between both of them, what”s more, S32750 is su

2、per biphasic stainless steel, the temperature of the heat treatment and the cooling way is quite different from the base board Q345R, if it was not controlled better, phase can be precipitated, which may lead disqualification of the properties of clad plates and thus breaking. So the heat treatment

3、of S32750 + Q345R stainless steel composite board is more difficult in control than that of regular ones. The paper proved that the heat treatment of thick clad plate(S32750 + Q345R) through experiments and producing practice.%制订不锈钢复合钢板的热处理工艺时,既要考虑基板的特点, 又要考虑复层的要求,两者相差较大,尤其 S32750 属超级双相不锈钢,热处理温度及冷却方

4、式与基层 Q345R 差异较大,假设掌握不当,易析出 相,可导致复合钢板性能不合,加工时断裂；因此,(S32750+Q345R)不锈钢复合钢板较常规不锈钢复合钢板的热处理性能更难掌握.本文通过试验和生产实践,确定了较厚(S32750+Q345R)复合钢板的热处理工艺.【期刊名称】技术工艺【年(卷),期】2023(000)001【总页数】3 页(P83-85)【关键词】超级双相不锈钢;热处理;脆性相【作 者】范述宁【作者单位】太原钢铁集团(有限)公司,山西太原 030003【正文语种】中 文【中图分类】TG162不锈钢碳钢复合钢板是以不锈钢为复层，碳钢为基层，通过炸药的能量使复层与基层实现碰撞，

5、并产生射流，在高温高压下使 2 种金属实现冶金接合的材料。该产品具有 2 种材料的特点，既能够保持不锈钢的抗腐蚀性能；又具有基层的高强度力学性能，同时还节约了不锈钢，降低了制造本钱，被广泛应用于石油化工、真空制盐、水利水电、食品加工、建筑装饰等诸多领域。双相不锈钢兼具铁素体和奥氏体不锈钢的双重优点，具有高强度屈服强度是一般奥氏体不锈钢的 2 倍、良好的耐点蚀、耐应力腐蚀及良好的焊接性能等特点， 在石化、造纸、造船、核电、海水淡化、真空制盐等领域具有广泛的应用前景。由于双相不锈钢中贵金属 Ni 的含量较同耐蚀性级别的超级奥氏体大幅度降低；因此属于高性能、经济型不锈钢材料。S32750 合金是由

6、25%Gr、4%Mo、7%Ni 构成的含N、超低碳的超级双相不锈钢，其固溶处理后抱负状态室温组织中的 5050。由于 S32750 属超低碳不锈钢，从而大大降低了形成 Cr23C6 的风险。而且即使有 Cr23C6 析出，由于 中的 Cr 含量较高，Cr 在 中的集中速度快，会对 中的 Cr 集中予以修复；因此具有良好的抗晶界腐蚀、点蚀、应力腐蚀的力量。鉴于 S32750 的特点，S32750Q345R不锈钢复合厚钢板主要应用于焦化设备类的常压设备，腐蚀介质主要以腐蚀性气体卤离子和硫化物为主。1 热处理工艺对复合钢板进展热处理的目的是为了消退因瞬间爆炸焊接产生的界面接合应力，均匀化接合层简单的

7、组织，改善复合钢板经爆炸焊接后的塑性。热处理过程中，关键要考虑对 相的掌握和在高温快冷状态下基板淬硬化的问题。由于爆炸复合使不锈钢与碳钢成为一体，所以二者的热处理特性都必需兼顾到。1.1 S32750 双相不锈钢热处理的特点对双相不锈钢进展热处理的主要目的是消退加工硬化，提高塑性，保持合理的相比例，确保进一步加工和最终使用。双相不锈钢含有较高的 Cr、Mo 以及 50%左右的铁素体，热处理过程中会经过多个有害中间相的转变，其中危害最大的就是 相，它能使钢的塑韧性降低，严峻恶化耐蚀性能。因此，热处理制度的选择必需严格遵守以下 2 条：一是避开在 相析出的敏感区热处理780950；二是出炉的快速冷

8、却。S32750 钢的 CCT 图，如图 1 所示。在 1 060固溶后，形成 1% 相的临界冷却速度为 0.4Ks，在 930780极易形成 相，在这个温度区间停留时间不能超过 15min，所以必需实行措施快速通过这个区域。S32750 双相不锈钢不同热处理制度下的性能比照见表 1。图 1 S32750 钢的连续冷却转变曲线表 1 不同状态下 S32750 力学性能的比照状态 非比例延长强度 Rp0.2MPa 抗拉强度 RmMPa 断后伸长率 A% 硬度 HB 纵向冲击能量 Ak20J 310 8501h，水冷 855 965 7 340 312628 1 0501h，水冷ASTM 标准 5

9、50 795 15 800 985 35 266 142140142从表 1 的结果可以看出，S32750 经过 850热处理较 1 050热处理后的伸长率、冲击韧度大幅度降低。从金相组织分析，前者除了 、 外，还有大量第 2 相析出。通过对经 850不同时间热处理的试样进展金相、耐蚀性等分析，得出了 S32750双相不锈钢时间对 相析出的影响规律。随着敏感区时效时间的延长， 相的析出数量不断增加，而铁素体含量在削减，耐点蚀性能恶化程度加剧。为了满足 S32750 的晶间腐蚀性能，通常含碳量0.02%，一般掌握在 0.015%以下。1.2 Q345R 热处理的特点Q345R 是一种低碳低合金容

10、器钢，正火状态下有良好的冲击韧度，对 Q345R 进行热处理的目的是使组织均匀化，细化铁素体晶粒，从而在提高钢材塑韧性的同时， 降低其脆性转变温度。2 不锈钢复合钢板热处理的试验结果及分析S32750 和 Q345R 均承受太钢开发的产品，规格分别为 5 和 60mm，其化学成分见表 2。表 2 S32750 的化学成分质量分数 %0.020 实物钢板 0.011 C Cr Ni Mo Si Mn P N S 标准值 0.03 24.026.0 6.08.0 3.05.0 0.80 1.200.035 0.240.32 工程 25.2 6.7 4.2 0.43 0.56 0.013 0.27

11、0.009在上述分析的根底上，对420mm 厚的S32750Q345R复合钢板进展了复合钢板的相关试验，热处理温度1 050，出炉雾冷可以到达复合钢板的各个力学性能。但按原热处理工艺，560mm 厚的S32750Q345R复合钢板力学性能则达不到标准要求，力学性能见表 3。表 3 S32750Q345R复合钢板力学性能冷却方式 屈服强度 MPa 抗拉强度MPa 伸长率%冲击能量0AKJ 内弯复层外弯复层雾冷 490 700 17 706260 合格 裂水冷 395 750 8.5 201618 合格 裂水冷雾冷 430 606 24 1108086 合格 合格雾冷时，外弯复层开裂，而且复合钢板

12、伸长率较低，从断口宏观观看，复层根本未发生颈缩，无延长，纯属脆断。通过分析，认为主要缘由是冷却速度慢，尤其基板厚到达 60mm，热储大，不能在短时间内避过 相析出的温度。为此，承受水冷的方式，但外弯复层、伸长率仍不合格。通过金相分析，主要是由于基板淬火所致， 复层产生少量 相，但基层形成马氏组织，如图 2 所示，复合钢板的外表硬度为329340325HB，超过复层硬度的要求。图 2 S32750Q345复合钢板金相照片为避开基板淬硬，承受水冷雾冷的方式，既出炉快速水冷，冷却到 800850， 进展雾冷，这样可避开复层 相析出，也可避开对基板进展淬火。从复层金相组织中可以看到， 相析出很少，基层

13、组织为正常的铁素体珠光体组织，如图 3 所示。通过检验，力学性能全部到达标准，外表硬度为 290295280HB。图 3 水冷雾冷后S32750Q345复合钢板金相照片3 结语1较厚的S32750Q345R复合钢板在 1 050时进展热处理，承受水冷到800850再进展雾冷的冷却方式，可以解决复层不锈钢简洁析出脆性的 相与碳钢冷却方式过快使基板淬硬的冲突，使S32750Q345R复合厚钢板的各项性能到达标准要求，从而为后序加工供给了保证。 2S32750Q345R复合钢板热处理温度过高，远超出基层的正常正火温度的范围，假设冷却速度过快，会导致基层材料形成马氏体组织，伸长率及低温冲击韧度下降。参考文献1郑远谋.爆炸焊接和爆炸复合材料的原理与应用M.长沙：中南大学出版社，2023.2吴玖.双相不锈钢M.北京：冶金工业出版社，2023.