[发明专利]一种中锰钢板的热处理方法

说明书

本发明涉及一种中锰钢板的热处理方法,所述方法包括,获得锰质量分数为4‑8％的热轧中锰钢板；将所述热轧中锰钢板加热至Ac1‑Ac3之间进行两相区退火处理，获得退火中锰钢板；将所述退火中锰钢板以＞1℃/s的速率第一冷却至Ms点以上20‑50℃保温，进行第一等温淬火处理，获得第一等温淬火中锰钢板；将所述第一等温淬火中锰钢板以＞0.5℃/s的速率第二冷却至Ms点以下10‑40℃保温，进行第二等温淬火处理，获得热处理中锰钢板。采用本发明的中锰钢板的热处理方法，可以显著提高中锰钢板的强度和韧性，提高其服役稳定性，延长使用寿命。

技术领域

本发明属于中厚板制造技术领域，尤其涉及一种中锰钢板的热处理方法。

背景技术

中锰钢具有回火马氏体和逆转变奥氏体复合组织，是一种高强度高韧性的中厚板，可应用于海洋油气资源开发平台。中锰钢为了获得良好的强度和韧性，需要对其进行热处理。目前，较为成熟的处理工艺为两相区淬火处理工艺，而该工艺处理后的中锰钢以逆转变奥氏体和回火马氏体为主，然而，在两相区保温过程中，由于合金元素的扩散，局部奥氏体中出现了合金与碳富集，这种出现合金和碳富集的奥氏体具有相对较好的稳定性，一部分保留至室温，还有部分发生转变形成马氏体。这种马氏体一般为粗大的高碳马氏体组织，在受载时容易导致裂纹的萌生，进而大大恶化了中锰钢的韧性。

申请号为201610960959.9的中国专利公开了一种高强塑积低碳硅锰系QP钢板及异步轧制的制备方法，通过异步轧制后采用中温区退火保温后，而后淬火—配分进行处理；申请号为201710209432.7的中国专利公开了一种通过热成形-亚温淬火-配分工艺改善钢板力学性能的方法，通过亚温淬火+配分工艺对钢板的性能进行优化；以上两种工艺均是通过两相区保温+淬火配分的思路对钢板的组织进行优化，而无法避免淬火过程中的粗大马氏体板条的形成，同时淬火-配分过程只对碳的分配起作用，而无法对组织进行细化。

申请号为201810535731.4的中国专利公开了一种690MPa级低碳中锰高强度中厚板及淬火-动态配分生产工艺制备方法。该方法相比前面两种，主要是采用缓冷方式让组织进行配分，使过饱和马氏体中的碳原子扩散至附近的残余奥氏体中，使奥氏体更加稳定，然而该方法对于组织中各相的形态与分布未造成实质影响，对于性能的提升水平有限。

对于上文提到的几种两相区的后续处理工艺，在未对奥氏体进行分割的前提下直接淬火形成马氏体，直接冷至淬火温度的过程中组织过冷度大，容易形成大尺寸马氏体，对韧性带来不利影响，最终导致服役过程中的风险。

发明内容

本发明提供了一种中锰钢板的热处理方法,以解决现有技术中韧性不足,导致服役过程风险较大的问题。

本发明提供了一种中锰钢板的热处理方法,所述方法包括,

获得锰质量分数为4-8％的热轧中锰钢板；

将所述热轧中锰钢板加热至Ac1-Ac3温度进行两相区退火处理，获得退火中锰钢板；

将所述退火中锰钢板以＞2℃/s的速率第一冷却至Ms点以上20-50℃保温，进行第一等温淬火处理，获得第一等温淬火中锰钢板；

将所述第一等温淬火中锰钢板以＞1℃/s的速率第二冷却至Ms点以下10-40℃保温，进行第二等温淬火处理，获得热处理中锰钢板。

进一步地，所述两相区退火处理中，加热温度为580-720℃，保温时间为1-3×d₁min，其中d₁表示所述热轧中锰钢板的厚度。

进一步地，所述两相区退火处理中，保温时间为3×d₁min。

进一步地，所述第一等温淬火处理中，保温时间为0.5-2×d₂min，其中，d₂表示所述第一等温淬火中锰钢板的厚度。