15CrMoR热处理常采用正火加回火

来源:金属材料及热处理作者:张覃轶

是压力容器用钢。属于一种中温抗氢钢153-7873-8812,产地:舞钢、首钢、武钢、南钢、新钢、湘钢、济钢。

牌名15CrMoR钢板是压力容器用钢180-3717-2227。属于一种中温抗氢钢

“15”是碳含量成分0.15%153-7873-8812

“Cr”是成分含有一定化学元素-铬

“Mo”是成分含有一定化学元素-钼

“R”是容器板容的第一个字母

15CrMoR,热处理常采用:正火回火

在550℃以下时,具有较高的持久强度。

产地:153-7873-8812舞钢、武钢、新钢————舞钢润禄180-3717-2227

2、执行标准

执行标准180-3717-2227

执行标准153-7873-8812:GB713—2008舞钢临氢15CrMoR(H)执行标准WYJ410-2008

对用美标(S).A387MGr.12

3、化学成分

舞钢15CrMoR(H)化学成分153-7873-8812

成分分析方法   C   Si   Mn   P   S   Cr   Mo  
熔炼分析   0.12~0.18   0.15~0.40   0.40~0.70   ≤0.010   ≤0.010   0.80~1.20   0.45~0.60  
产品分析   0.10~0.20   0.13~0.43   0.37~0.73   ≤0.012   ≤0.010   0.75~1.25   0.43~0.62  

成分分析方法   Ni   Cu   Sb   Sn   As   【H】  
熔炼分析   ≤0.20   ≤0.20   ≤0.003   ≤0.015   ≤0.016   ≤2ppm  
产品分析   ≤0.20   ≤0.20   ≤0.003   ≤0.015   ≤0.016   ≤2ppm  

注:回火脆化敏感性系数满足以下要求180-3717-2227:

180-3717-2227X=(10P+5Sb+4Sn+As)×10≤15,式中元素以ppm含量代入,如0.01%以100ppm代入。

J=(Si+Mn)×(P+Sn)×10≤180,式中元素以重量百分含量代入,如0.01%以0.01代入。

4、机械性能

15CrMoR的180-3717-2227力学性能

钢板状态   力学性能和冷弯性能   -   153-7873-8812   -   -   180-3717-2227   -  
153-7873-8812   板厚(mm)   抗拉强度   屈服强度   伸长率   温度   冲击功   冷弯试验180°b=2a  
正火加回火   6~60   450-590   ≥295   ≥19   20   ≥31   d=3a  
>60~100   ≥275  
>100-150   440-580   ≥255  

舞钢15CrMoR(H)的力学性能

项目   数值   单位  
室温拉伸Rm   厚度≤100mm   450~590   MPa  
153-7873-8812   >100~150mm   440~580   -  
室温拉伸Rp0.2   厚度≤100mm   ≥295   MPa  
180-3717-2227   >100~150mm   ≥255   -  
室温拉伸180-3717-2227   ≥19   %  
室温拉伸断面收缩率Z   ≥45(适用于园拉伸试验)≥40(适用于板拉伸试验)   %  
0°C夏比冲击功(V)型缺口   平均值≥55   J  
高温拉伸屈服强度Rp0.2   详见技术条件   MPa  
室温弯曲试验   d=2a   -  

最高模拟焊后热处理和极致模拟焊后热处理执行以下工艺:舞钢153王静7873安排8812提货,舞钢180周义3717安排2227提货

Max.PWHT::690±10°C×18(0)h

Min.PWHT::690±10°C×6h(0)

钢板的板标:执行GB713-2008的规定。

舞钢临氢15CrMoR钢板的实物性能(模拟焊后热处理状态)舞钢153王静7873安排8812提货,舞钢180周义3717安排2227提货

板厚(mm)   室温拉伸   10°Akv(J)   高温拉伸   冷弯180°C  
Rp0.2(MPa)   Rm(MPa)   A(%)   Z(%)   温度°C   Rp0.2(MPa)  
32.5   335-375   515-550   25-34   70-77   121-180   450   245-280   完好  
46.5   305-325   515-520   30-33   69-71   138-293   450   240-270   完好  

5、15CrMoR的特点

1、钢质纯净:P0.010%、S0.005%、[N]70ppm、[O]15ppm、[H]2ppm、钢中夹杂物总量20ppm的高纯净度钢水。

2、良好的韧性和焊接性。舞钢153王静7873安排8812提货,舞钢180周义3717安排2227提货

3、领军的热处理技术:正火、淬火、回火、调质等热处理加工。

4、显著提高钢的塑性和冲击韧性,改善钢材的各向异性。

6、应用前景

Cr-Mo钢是目前世界上广泛使用的热强钢和抗氢钢。由于在低碳钢中加入了Cr、Mo等合金元素,大大提高了钢的综合性能。如具有良好的高温力学性能、抗高温氧化性能、抗腐蚀性能、良好的韧性、工艺性能和可焊性,故被广泛用于制造石油化工、煤转化、核电、汽轮机缸体、火电等使用条件苛刻、腐蚀介质复杂的大型设备。过去该类钢大部分依赖国外进口。舞钢公司作为国内宽厚板科研生产基地,为打破国外垄断,振兴民族工业,实现了Cr-Mo钢板的国产化。

石油石化行业、化工设备制造企业、电站建设、锅炉和压力容器制造等企业与舞钢合作生产15CrMoR用于制作反应器、换热器、分离器、球罐、油气罐、液化气罐、核能反应堆压力壳、液化石油汽瓶、水轮机蜗壳,由于石油化工、煤转化、核电、汽轮机缸体、火电等使用条件苛刻,其中腐蚀介质复杂的大型设备如:水洗塔、第二变换炉、焦炭塔、脱硫槽、转化气余热锅炉、甲烷化炉、反应器、再生器、加氢反应器、甲烷化加热器、转化气蒸汽发生器等设备及构件建设制造项目中,大量使用15CrMoR或15CrMoR临氢、15CrMoR(H)钢板万余吨。在出口美国、加拿大、澳洲、印度、欧洲的前景一片看好。已经直供欧洲客户20000余吨。舞钢生产技术领-先,舞钢产品现货较多,如需要定扎,河南润禄钢铁可供8mm-120mm-650mm厚最宽至3900mm钢板。

7、有关钢的热处理的名词:

1.钢的退火舞钢153王静7873安排8812提货,舞钢180周义3717安排2227提货

将钢加热到一定温度并保温一段时间,然后使它慢慢冷却,称为退火。钢的退火是将钢加热到发生相变或部分相变的温度,经过保温后缓慢冷却的热处理方法。退火的目的,是为了消除组织缺陷,改善组织使成分均匀化以及细化晶粒,提高钢的力学性能,减少残余应力153王静7873安排8812提货,舞钢180周义3717安排2227提货;同时可降低硬度,提高塑性和韧性,改善切削加工性能。所以退火既为了消除和改善前道工序遗留的组织缺陷和内应力,又为后续工序作好准备,故退火是属于半成品热处理,又称预先热处理。

2.钢的正火舞钢153王静7873安排8812提货,舞钢180周义3717安排2227提货

正火是将钢加热到临界温度以上,使钢全部转变为均匀的奥氏体,然后在空气中自然冷却的热处理方法。它能消除过共析钢的网状渗碳体,对于亚共析钢正火可细化晶格,提高综合力学性能,对要求不高的零件用正火代替退火工艺是比较经济的。

3.钢的淬火舞钢153王静7873安排8812提货,舞钢180周义3717安排2227提货

淬火是将钢加热到临界温度以上,保温一段时间,然后很快放入淬火剂中,使其温度骤然降低,以大于临界冷却速度的速度急速冷却,而获得以马氏体为主的不平衡组织的热处理方法。淬火能增加钢的强度和硬度,但要减少其塑性。淬火中常用的淬火剂有:水、油、碱水和盐类溶液等。

4.钢的回火舞钢153王静7873安排8812提货,舞钢180周义3717安排2227提货

将已经淬火的钢重新加热到一定温度,再用一定方法冷却称为回火。其目的是消除淬火产生的内应力,降低硬度和脆性,以取得预期的力学性能。回火分高温回火、中温回火和低温回火三类。回火多与淬火、正火配合使用。

⑴调质处理:淬火后高温回火的热处理方法称为调质处理。高温回火是指在500-650℃之间进行回火。调质可以使钢的性能,材质得到很大程度的调整,其强度、塑性和韧性都较好,具有良好的综合机械性能。

时效处理:为了消除精密量具或模具、零件在长期使用中尺寸、形状发生变化,常在低温回火后(低温回火温度150-250℃)精加工前,把工件重新加热到100-150℃,保持5-20小时,这种为稳定精密制件质量的处理,称为时效。对在低温或动载荷条件下的钢材构件进行时效处理,以消除残余应力,稳定钢材组织和尺寸,尤为重要。

5.钢的表面热处理舞钢153王静7873安排8812提货,舞钢180周义3717安排2227提货

⑴表面淬火:是将钢件的表面通过快速加热到临界温度以上,但热量还未来得及传到心部之前迅速冷却,这样就可以把表面层被淬在马氏体组织,而心部没有发生相变,这就实现了表面淬硬而心部不变的目的。适用于中碳钢

⑵化学热处理:是指将化学元素的原子,借助高温时原子扩散的能力,把它渗入到工件的表面层去,来改变工件表面层的化学成分和结构,从而达到使钢的表面层具有特定要求的组织和性能的一种热处理工艺。按照渗入元素的种类不同,化学热处理可分为渗碳渗氮、氰化和渗金属法等四种。

渗碳:渗碳是指使碳原子渗入到钢表面层的过程。也是使低碳钢的工件具有高碳钢的表面层,再经过淬火和低温回火,使工件的表面层具有高硬度和耐磨性,而工件的中心部分仍然保持着低碳钢的韧性和塑性。

渗氮:又称氮化,是指向钢的表面层渗入氮原子的过程。其目的是提高表面层的硬度与耐磨性以及提高疲劳强度、抗腐蚀性等。目前生产中多采用气体渗氮法。

氰化:又称碳氮共渗,是指在钢中同时渗入碳原子与氮原子的过程。它使钢表面具有渗碳与渗氮的特性。

渗金属:是指以金属原子渗入钢的表面层的过程。它是使钢的表面层合金化,以使工件表面具有某些合金钢、特殊钢的特性,如耐热、耐磨、抗氧化、耐腐蚀等。生产中常用的有渗铝、渗铬、渗硼、渗硅等。

8、钢板现货尺寸

15CrMoR   规格厚度*宽度*长度订货(mm)   重量 (吨)定轧   压力容器钢板议价幅度明显  
15CrMoR   8*1500-2550*9200-12500M   86.188T   压力容器钢板  
15CrMoR   9*1850-2600*9200-12450M   36.537T   容器钢板  
15CrMoR   180-3717-2227   24.381T   压力容器钢板  
15CrMoR   36*1950-2400*7800-11000M   153-7873-8812   180-3717-2227  
15CrMoR   38*2420-3200*9200-14000M   20.093T   容器钢板  
15CrMoR   40*1900-2800*8150-12000M   64.953T   压力容器钢板  
15CrMoR   44*1800-2400*8500-12000M   52.222T   容器钢板  
15CrMoR   45*1800-2470*8350-10200M   74.363T   压力容器钢板  
15CrMoR   46*1800-2340*8000-10900M   25.464T   容器钢板  
15CrMoR   48*1950-2850*9500-14000M   56.281T   压力容器钢板  
15CrMoR   153-7873-8812   164.282T   容器钢板  
15CrMoR   52*2100-2600*8800-12000M   14.544T   压力容器钢板  
15CrMoR   55*1820-2300*8000-1800M   48.904T   容器钢板  
15CrMoR   56*2510-3200*9500-15400M   32.992T   压力容器钢板  
15CrMoR   59*2400-3100*8200-11400M   180-3717-2227   180-3717-2227  
15CrMoR   60*2220-2950*8500-12000M   420.604T   压力容器钢板  
15CrMoR   64*2250-2850*8600-13150M   48.781T   容器钢板  
15CrMoR   65*1800-2500*8400-12000M   88.327T   压力容器钢板  
15CrMoR   180-3717-2227   175.707T   容器钢板  
15CrMoR   72*2250-2950*6000-9500M   180-3717-2227   压力容器钢板  
15CrMoR   74*2240-2980*8200-12000M   27.67T   容器钢板  
15CrMoR   75*1700-2800*7590-11500M   81.904T   压力容器钢板  
15CrMoR   76*2600-3100*3800-5600M   18.348T   容器钢板  
15CrMoR   78*2320-2850*4500-9500M   -   -  
15CrMoR   80*2300-2900*9300-12000M   215.319T   容器钢板  
15CrMoR   82*2340-3100*5600-9500M   26.585T   压力容器钢板  
15CrMoR   85*2200-2500*9300-10350M   56.931T   容器钢板  
15CrMoR   88*2130-2850*7400-10000M   -   压力容器钢板  
15CrMoR   180-3717-2227   450.461T   容器钢板  
15CrMoR   92*2100-2900*6800-9800M   32.431T   压力容器钢板  
15CrMoR   95*2150-2680*9300-10850M   136.106T   容器钢板  
15CrMoR   96*2150-2650*8050-11500M   26.043T   压力容器钢板  
15CrMoR   98*1710-2470*9200-12400M   28.438T   容器钢板  
15CrMoR   100*1800-2500*8700-10500M   420.305T   压力容器钢板  
15CrMoR   102*1900-2500*7950-10500M   32.139T   容器钢板  
15CrMoR   105*2200-2950*6900-12300M   48.934T   压力容器钢板  
15CrMoR   106*2600-3200*8750-11200M   36.93T   容器钢板  
15CrMoR   110*1700-2400*8000-11800M   220.523T   压力容器钢板  
15CrMoR   112*1750-2400*6250-9600M   -   容器钢板  
15CrMoR   115*2200-2900*8500-11000M   56.688T   压力容器钢板  
15CrMoR   116*2400-3000*7200-10000M   30.735T   容器钢板  
15CrMoR   180-3717-2227   320.042T   压力容器钢板  
15CrMoR   125*1760-2560*8400-10400M   81.306T   容器钢板  
15CrMoR   126*1760-2360*7800-12000M   42.561T   压力容器钢板  
15CrMoR   130*2600-3350*8500-10560M   160.102T   容器钢板  
15CrMoR   132*2030*2650*8500-12300M   34.88T   压力容器钢板  
15CrMoR   135*2200-2900*9600-11500M   150.374T   容器钢板  
15CrMoR   140*1700-2400*8100-12100M   192.386T   压力容器钢板  
15CrMoR   150*2100-2600*7200-11250M   320.507T   容器钢板  

9、钢板应用及前景

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