[发明专利]厚壁P92钢管的热处理方法

说明书

本发明提供一种厚壁P92(10Cr9MoW2VNbBN)钢管的热处理方法，旨在解决现有技术中P92钢管生产中晶粒度不符合标准规定，不同批次产品性能差异大的技术问题。本发明的厚壁P92钢管的热处理方法将P92钢管高温奥氏体化和等温退火，之后进行正火、回火，其中奥氏体化保温前的升温可通过快速升温，从而提高钢管的加热速度、增加奥氏体的形核率。本发明所制得的产品组织状态良好，显微组织为回火马氏体，晶粒度≥5级，且级差不超过3级；力学性能满足ASME SA‑335‑2019和GB/T 5310‑2017标准要求综合性能达到国际先进水平。

技术领域

本发明属于耐热钢管制造领域，具体涉及一种厚壁P92钢管的热处理方法。

背景技术

我国是一个能源生产和消耗大国，且以化石能源消耗为主，煤炭在经济与社会发展中占有极为重要的地位。据预测，中国的年能源消费将会从2018年的46.2亿吨标准煤增长至2050年的60亿吨标准煤。与其它能源相比，煤炭消费的绝对值和所占比重仍然是最大的。如煤电在中国的电源结构核大电量中仍然是主导，约占总发电量的65%。煤电排放的大量有害物质导致城市空气质量的恶化和大规模的酸雨沉降，对环境造成了非常严重的污染。

为了降低煤耗，提高火电机组效率可大幅度降低SO₂、NO_X气体排放量，保护环境，建设超超临界机组是我国燃煤发电的重要趋势。自2004年开始，中国引进国外技术使得国产化的超临界和超超临界机组得到迅猛的发展。

P92钢是目前9％～12％Cr钢中综合性能较好的一种材料，广泛使用于超超临界机组的集箱、管道制造。一台1000MW机组需要大口径P92无缝钢管1000余吨。P92钢生产工艺严格，成材率低。我国在建设超超临界机组过程中，仍需进口大量P92钢管。P92钢在GB/T5310-2017标准中称为10Cr9MoW2VNbBN，国内用户对于P92钢管要求满足GB/T 5310-2017和ASME SA-335-2019标准规定。GB/T 5310-2017和ASME SA-335-2019标准规定P92钢的交货状态为正火+回火，GB/T 5310-2017规定正火+回火，交货产品晶粒度要求≥4级且级差不超过3级。

然而，随着火电机组参数提升，钢管的壁厚随之增厚，钢管热轧生产和热处理生产面临的难度很大。目前钢管厂在制造P92钢管过程中，尤其是壁厚大于50mm以上有晶粒度控制要求的P92钢管的热处理中，由于P92钢的热强性较高，为减小变形抗力，管坯加热温度一般≥1220℃，但随着温度升高，奥氏体晶粒长大倾向性更大；穿孔机轧制过程中由于变形量较小会导致未完全动态再结晶，热轧冷却后钢管的显微组织不均匀，后续正火+回火热处理不能消除此遗传组织，使产品晶粒度较粗。以上工艺导致经正火+回火的P92钢管的晶粒度不符合标准规定，影响产品合格率和交货要求，不同批次产品性能差异大。

因此，如何制备出晶粒度符合标准规定，且批次间性能一致性优良的P92钢管，进而符合产品合格率和交货要求，成为当前亟待解决的重要问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种厚壁P92钢管的热处理方法，以期解决现有技术中P92钢管生产中晶粒度不符合标准规定，不同批次产品性能差异大的技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种厚壁P92钢管的热处理方法，方法包括以下步骤：

步骤（1），将P92钢管装炉，快速升温至AC₃以上100～200℃，保温得奥氏体化的钢管；保温时间不少于1.5min/mm×P92钢管壁厚；

步骤（2），将奥氏体化的钢管冷却至700～800℃，保温；保温时间为6min/mm×P92钢管壁厚，且不少于240min；

步骤（3），将步骤（2）处理后的P92钢管进行正火和回火处理，即成。