一种奥氏体不锈钢的中厚板生产方法与流程

1.本发明属于钢铁技术领域,具体涉及一种奥氏体不锈钢的中厚板轧制生产方法。


背景技术：

2.奥氏体不锈钢在高温和低温下具有良好的强韧性、加工性和耐腐蚀性能，因此被广泛应用于石油、化工、核电等领域用于制作大型压力容器和关键设备。随着能源紧张和市场竞争加剧，上述领域设备大型化将是未来的发展趋势。从设备使用安全的角度出发，用于制造的奥氏体不锈钢板也将越来越厚。随着奥氏体不锈钢板厚度的增加，钢中奥氏体晶粒将不可避免的发生长大，严重的情况下还会发生不同程度的混晶(即晶粒严重不均匀)。混晶组织会对材料的使用性能产生较为严重的影响，特别是影响材料的高温使用寿命(如高温持久、蠕变等)，使其在高温、高压的服役环境中突然失效，造成重大的设备事故。厚规格奥氏体不锈钢中晶粒不均匀主要是坯料在轧制过程中形成的，一旦材料的轧态组织中出现异常尺寸的变形组织，其很难通过后续的固溶处理得以消除。因此如何控制厚规格奥氏体不锈钢板晶粒尺寸是材料开发人员面临的一道难题。


技术实现要素：

3.为了克服上述缺陷，本发明所要解决的技术问题提供一种能够控制奥氏体不锈钢中晶粒尺寸并解决混晶现象的中厚板生产方法。
4.为了实现发明目的，本发明采取的技术方案如下：
5.一种奥氏体不锈钢的中厚板生产方法，其特征在于：以连铸板坯或电渣板坯为原料，采用两阶段控制轧制方式，生产厚度≥40mm的奥氏体不锈钢板，其具体生产方法为：
6.(1)加热
7.将连铸板坯或电渣板坯送至加热炉内进行加热，板坯加热经历预热段、加热段和均热段后出炉。当板坯厚度≤200mm时，预热段温度区间为850
‑
900℃；当板坯厚度在200
‑
400mm范围时，预热段温度区间为800
‑
850℃；当板坯厚度在400
‑
800mm时，预热段温度区间为750
‑
800℃。所有厚度板坯加热段温度区间为1170
‑
1230℃；均热段温度区间为1180
‑
1220℃。板坯在加热炉内的总时间控制在5
‑
7小时。
8.(2)轧制
9.一阶段开轧温度≥1150℃，前三道次单道次压下率≥20％同时此时轧制温度≥1100℃，这是为了保证坯料在厚度方向各个部位能够同时发生再结晶，特别是坯料中心能够发生充分再结晶，细化心部晶粒尺寸。剩余单道次压下率控制在10
‑
15％，一阶段轧制终止温度≥1050℃。中间坯厚度根据成品厚度确定，一般为成品钢板的1.5
‑
2倍厚度。在整个轧制过程中不除磷，防止由于坯料表层温降太快造成再结晶停止。
10.二阶段开轧温度980℃
‑
950℃，终轧温度控制在900
‑
850℃，单道次压下率在5
‑
8％。本阶段轧制采用低温轧制及小变形量，主要是为了抑制表层不完全再结晶的发生，同时避免变形量过大使得钢板表层变形储能过高，造成已经细化的晶粒在后续固溶处理过程
中快速长大。
11.轧后钢板直接进行层流冷却，终冷温度控制在钢板表层温度650
‑
700℃。终冷温度过低钢板中心处再结晶不充分或停止，容易造成钢板中心处晶粒粗大；终冷温度过高钢板表层晶粒细化效果减弱，容易造成钢板在固溶处理过程中晶粒快速长大。
12.(3)固溶处理
13.钢板固溶处理温度1050
‑
1100℃，净保温时间0.5
‑
2min/mm，出炉后水冷至室温。
14.钢板经过固溶处理后其整个厚度截面的晶粒度满足3
‑
6级要求且没有混晶现象发生。
15.本发明的有益效果是：
16.采用特殊的加热及轧制工艺生产的厚规格奥氏体不锈钢板在厚度截面未发生混晶现象，钢板全厚度方向晶粒尺寸细小均匀，晶粒度达到3
‑
6级要求。
17.说明书附图
18.图1是实施例1晶粒度照片(6级)；
19.图2是实施例2晶粒度照片(5级)；
20.图3是实施例3晶粒度照片(4级)；
21.图4是实施例4晶粒度照片(3级)。
具体实施方式
22.下面结合附图对具体实施例进行说明：
23.表1钢板化学成分(wt％)
[0024][0025]
表2钢板工艺参数
[0026][0027]
实施例1：
[0028]
本实施例采用gb/t 24511
‑
2017《承压设备用不锈钢和耐热钢钢板和钢带》中奥氏体不锈钢s30908连铸板坯进行厚度40mm钢板生产，其中连铸板坯厚度为200mm,具体工艺如下：
[0029]
(1)连铸板坯入炉温度≤600℃，随后加热炉温度升至预热段温度(900℃)并保温3h；保温结束后加热炉温度再升至加热段(1200℃)并保温2h；保温结束后加热炉温度再升至均热段(1220℃)并保温1h后出炉轧制。
[0030]
(2)一阶段轧制共计7道次，开轧温度1180℃，前三道次压下率分别为22％、23％和
21％，此时轧制温度为1120℃，剩余道次压下率分别为12％、11％、10％和10％，终轧温度1080℃，中间坯厚度60mm；二阶段轧制共计5道次，开轧温度980℃，各道次压下率分别为8％、8％、8％、8％和6％，终轧温度860℃，成品厚度40mm；轧后钢板采用层流冷却方式，开冷温度840℃，钢板表层终冷温度680℃。
[0031]
(3)钢板固溶处理温度1060℃，净保温60min，出炉水冷至室温。
[0032]
(4)如图1所示，经检验钢板晶粒度达到6级，未发生混晶现象，钢板全厚度方向晶粒尺寸细小均匀。
[0033]
实施例2：
[0034]
本实施例采用gb/t 24511
‑
2017《承压设备用不锈钢和耐热钢钢板和钢带》中奥氏体不锈钢s32168连铸板坯进行厚度60mm钢板生产，其中连铸板坯厚度为200mm，具体工艺如下：
[0035]
(1)连铸板坯入炉温度≤600℃，随后加热炉温度升至预热段温度(880℃)并保温2.5h；保温结束后加热炉温度再升至加热段(1200℃)并保温2.5h；保温结束后加热炉温度再升至均热段(1210℃)并保温1h后出炉轧制。
[0036]
(2)一阶段轧制共计4道次，开轧温度1190℃，前三道次压下率分别为21％、21％和20％，此时轧制温度为1130℃，剩余道次压下率为10％，终轧温度1090℃，中间坯厚度90mm；二阶段轧制共计6道次，开轧温度970℃，各道次压下率分别为8％、7％、7％、7％、8％和2％，终轧温度850℃，成品厚度60mm；轧后钢板采用层流冷却方式，开冷温度830℃，钢板表层终冷温度670℃。
[0037]
(3)钢板固溶处理温度1050℃，净保温60min，出炉水冷至室温。
[0038]
(4)如图2所示，经检验钢板晶粒度达到5级，未发生混晶现象，钢板全厚度方向晶粒尺寸细小均匀。
[0039]
实施例3：
[0040]
本实施例采用gb/t 24511
‑
2017《承压设备用不锈钢和耐热钢钢板和钢带》中奥氏体不锈钢s31609的电渣板坯进行厚度80mm钢板生产，其中电渣板坯断面厚度为360mm，具体工艺如下：
[0041]
(1)电渣板坯入炉温度≤600℃，随后加热炉温度升至预热段温度(800℃)并保温3h；保温结束后加热炉温度再升至加热段(1190℃)并保温3h；保温结束后加热炉温度再升至均热段(1200℃)并保温1h后出炉轧制。
[0042]
(2)一阶段轧制共计6道次，开轧温度1200℃，前三道次压下率分别为20％、20％和20％，此时轧制温度为1140℃，剩余道次压下率均为12％，终轧温度1080℃，中间坯厚度120mm；二阶段轧制共计5道次，开轧温度970℃，各道次压下率分别为8％、8％、8％、8％和7％，终轧温度860℃，成品厚度80mm；轧后钢板采用层流冷却方式，开冷温度820℃，钢板表层终冷温度660℃。
[0043]
(3)钢板固溶处理温度1055℃，净保温100min，出炉水冷至室温。
[0044]
(4)如图3所示，经检验钢板晶粒度达到4级，未发生混晶现象，钢板全厚度方向晶粒尺寸细小均匀。
[0045]
实施例4：
[0046]
本实施例采用gb/t 24511
‑
2017《承压设备用不锈钢和耐热钢钢板和钢带》中奥氏
体不锈钢s30408电渣板坯进行厚度100mm钢板生产，其中电渣板坯断面厚度为550mm，具体工艺如下：
[0047]
(1)电渣板坯入炉温度≤600℃，随后加热炉温度升至预热段温度(780℃)并保温3h；保温结束后加热炉温度再升至加热段(1200℃)并保温3h；保温结束后加热炉温度再升至均热段(1210℃)并保温1h后出炉轧制。
[0048]
(2)一阶段轧制共计7道次，开轧温度1200℃，前三道次压下率分别为20％、20％和20％，此时轧制温度为1100℃，剩余道次压下率分别为14％、12％、15％和13％，终轧温度1050℃，中间坯厚度150mm；二阶段轧制共计6道次，开轧温度950℃，各道次压下率分别为7％、8％、7％、7％、5％和5％，终轧温度870℃，成品厚度100mm；轧后钢板采用层流冷却方式，开冷温度840℃，钢板表层终冷温度650℃。
[0049]
(3)钢板固溶处理温度1050℃，净保温120min，出炉水冷至室温。
[0050]
(4)如图4所示，经检验钢板晶粒度达到3级，未发生混晶现象，钢板全厚度方向晶粒尺寸细小均匀。