收藏本站
《东北大学》 2009年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

临氢设备用12Cr2Mo1R厚钢板生产及使用技术研究

姜洪生  
【摘要】: 临氢设备用12Cr2Mo1R厚钢板因其使用环境苛刻、生产和使用技术要求高,国内不能稳定批量生产,长期依赖进口。现代化的宝钢5米厚板轧机建成为实现其国产化奠定了基本的生产条件,但生产技术仍需开发。为此,本文作者仔细调研和分析了该钢种使用环境、成分体系、组织性能要求及其物理冶金原理和国外钢厂的生产实绩。在此基础上对生产临氢设备用12Cr2Mo1R厚钢板的基本生产工艺路径进行了归纳总结,提炼出该钢种成分和组织控制的关键工序。针对宝钢分公司5m厚板产线现有的装备条件进行生产可行性分析和关键工艺参数的深入模拟和试验研究,最终研制出宝钢生产临氢设备用12Cr2Mo1R厚钢板的工艺技术,并在生产中实施,、成功地生产出12Cr2Mo1R厚钢板,并通过全国锅炉压力容器标准化技术委员会评定。为使生产出的钢板能够更好地得到应用,以95mm厚12Cr2Mo1R钢板为代表,进行了全面力学性能分析、焊接和火焰切割等关键使用性能研究。通过理论分析、模拟和试验研究、实际大生产和产品使用评价,得到了以下成果和主要结论: (1)对宝钢分公司5m厚板产线冶炼、轧制、热处理三大生产临氢设备用钢关键工序进行分析和研究表明,宝钢的冶炼工序可以保证抗回火脆化J系数小于96,5m厚板轧机具备轧制形状系数大于0.23的能力,可实现特厚钢板芯部的较充分变形,正火后空冷或加速冷却,保证得到所需的组织。 (2)通过对不同厚度钢板冷却过程模拟、热处理加速冷却(ACC)方式实际测量,在保证设备安全的前提下,可以实现厚度小于100mm临氢设备用12Cr2Mo1R钢板的生产。 (3)为了保证不同厚度12Cr2Mo1R钢板全厚度得到以贝氏体为主的组织,结合12Cr2Mo1R静态CCT图恒定冷却速度下的组织特点,首次通过数值模拟和工业生产验证相结合的方法,确定出了临氢设备用12Cr2Mo1R厚钢板正火后空冷钢板的临界厚度为50mm。也就是说,当生产厚度大于50mm的临氢设备用12Cr2Mo1R厚钢板时,正火后应采用加速冷却手段。这一结论对确定12Cr2Mo1R钢板的制造工艺和选择冷却方式具有指导意义。 (4)在国内首次提出了用淬火机实现临氢设备用12Cr2Mo1R厚钢板热处理的加速冷却。利用淬火机低压段合理的喷水冷却工艺设计,所试制的95mm厚12Cr2Mo1R钢板的板形良好,得到了所要求的以贝氏体为主的显微组织,经合理回火处理后,达到所要求的强韧性良好匹配的综合力学性能。 (5)利用所开发的工艺技术,在宝钢5米产线所生产的50mm和95mm厚12Cr2Mo1R钢板,其化学成分、性能完全满足临氢设备用钢的技术要求。95mm厚12Cr2Mo1R钢板经最小模拟焊后热处理+步冷热处理试验后,其厚钢板的回火脆化指标vTr55+2.5ΔvTr55值为-97℃。 (6)对工业生产的95mm厚12Cr2Mo1R钢板进行了全面的力学性能分析,结果表明,正火+ACC+回火态钢板的1/2厚度处的拉伸性能和冲击性能均匀,韧脆转变温度低。经不同模拟焊后热处理后,拉伸性能和冲击性能稳定,韧脆转变温度基本不变。利用光学显微镜和透射电镜等方法研究了该钢板的高韧性机理,经过不同模拟焊后热处理后,95mm厚12Cr2Mo1R钢板的金相组织为贝氏体,但析出相数量会随着模拟热处理条件的改变而发生变化。观察发现,该钢板基体由1~2μm的亚晶组成,钢板中原有的、以及对成品钢板进行不同热处理条件后形成的碳化物,未表现出对钢板冲击吸收功有明显影响;晶粒内部的亚晶,可使钢板具有更高的低温冲击吸收功和更低的韧脆转变温度。 (7)通过对95mm厚12Cr2Mo1R成品钢板进行火焰切割试验和热模拟试验,首次较系统地研究了12Cr2Mo1R厚钢板不同切割顺序后割口面及其附近的组织、硬度等特点。结果表明,12Cr2Mo1R厚钢板正火热处理前的火焰切割面,经过正火+ACC+回火后,原切割面及其附近的组织种类改变,硬化区明显减弱;成品厚钢板切割面经过正火和回火后的切割口及其周围,对钢板的弯曲性能无明显影响;成品钢板无论室温下或预热下切割,在切口的附近均存在一定厚度的硬化区,但室温下和预热后切口附近硬化厚度和宽度有所差异。为了减少火焰割口附近的硬化区对弯曲成型的影响,拟推荐采取预热后切割。 (8)对95mm厚12Cr2Mo1R钢板及其焊接接头进行焊接工艺适应性评定,结果表明,该钢板完全满足临氢设备的封头和筒体制造工序要求,完全适应临氢设备制造时采用的焊接方法和焊接材料。全国锅炉压力容器标准化技术委员会组织国内专家对宝钢试制的临氢设备用12Cr2Mo1R钢进行了技术评审,评审意见认为,宝钢的95mm厚12Cr2Mo1R钢板可以用于临氢设备的制造。
【学位授予单位】:东北大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TG335.51

手机知网App
【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 王鹏飞;段飞虎;朱帅;崔正阳;马宏;;12Cr2Mo1钢锻件生产工艺研究[J];大型铸锻件;2014年01期
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 康复,陆志新,蒋晓放,钟志敏;宝钢BRP技术的研究与开发[J];钢铁;2005年03期
2 刘正东,张光中,吴光大,沈蕴华,杨孝忠,吴佩芝;合金碳化物与2(1/4)Cr-1Mo钢的韧化机制[J];钢铁;1998年02期
3 潮道明;2.25Cr-1 Mo型钢的焊后热处理及步冷试验与分析[J];国外金属热处理;2003年03期
4 王顺花,薛巍;国产2.25Cr-1 Mo钢板热处理工艺研究[J];化工机械;2001年03期
5 张健泰;加氢反应器用2.25Cr-1MO钢回火脆性控制[J];兰化科技;1997年03期
6 刘正东,杨钢,程世长,张光中;2.25Cr-1Mo钢回火过程中碳化物析出顺序的研究[J];金属热处理;2005年04期
7 于兆斌;史巨元;;2.25Cr1MoR容器用钢室温和服役温度下力学性能的测定[J];金属热处理;2007年01期
8 王书强,马希敏;2.25Cr-1Mo封头的恢复力学性能热处理[J];机械工人(热加工);2003年06期
9 胡德志,周碧珊,赵文忠,王青,张光中;定向凝固大型铸锭研究[J];宽厚板;1995年01期
10 王祖芬,王青;舞钢ASME锅炉压力容器钢板的研制与生产[J];宽厚板;1996年02期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 崔晓龙,万妮丽;大型锻件热处理过程的数值模拟研究[J];鞍钢技术;2004年06期
2 赵素华;潘秀兰;梁慧智;;少渣炼钢工艺的进步与展望[J];鞍钢技术;2008年06期
3 孙慧元;丁宁;;有限元模拟技术在工字钢控冷过程中的应用[J];鞍钢技术;2010年01期
4 宋立国,胡林,邢桂菊,张玉华;圆钢控轧时温度场分析[J];鞍山钢铁学院学报;2002年02期
5 蒋晓放;牟济宁;章耿;;宝钢转炉复吹技术的进步[J];宝钢技术;2005年06期
6 侯安贵;蒋晓放;;宝钢炼钢的技术进步与展望[J];宝钢技术;2008年02期
7 付宇明;郑丽娟;任兴利;;含半埋藏共线双裂纹的Cr12合金钢试件电磁热止裂分析[J];兵工学报;2008年08期
8 汪苏,陈佳,李建明;复杂陶瓷件烧结过程温度场数值模拟及仿真[J];北京航空航天大学学报;2004年08期
9 王军,贾成厂,郭志猛,殷声;逐步熔融凝固启动阶段电磁场和温度场的数值计算[J];北京科技大学学报;2000年04期
10 董雷;韩庆礼;刘国权;;扩散焊接多层材料淬火过程的有限元分析[J];北京科技大学学报;2007年12期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 徐小青;韩庆;周石光;;新型热轧带钢层流冷却工艺控制系统[A];全国冶金自动化信息网2012年年会论文集[C];2012年
2 李和田;方键;李陈;丁富连;;应用高温冲击测定铁素体不锈钢韧脆转变温度[A];全国冶金物理测试信息网建网30周年学术论文集[C];2011年
3 何静波;黄因慧;田宗军;刘志东;王玮琳;刘朝晖;;激光重熔过程流场及温度场的数值模拟研究现状和发展[A];2005年中国机械工程学会年会论文集第11届全国特种加工学术会议专辑[C];2005年
4 薛巍;陈万申;;国产2.25Cr-1Mo钢板制造临氢设备的热处理工艺研究[A];第四届全国压力容器学术会议论文集[C];1997年
5 李晓涛;陈国需;郭小川;;界面摩擦渗透的数学模型[A];中国石化协会、润滑脂专业委员会一届二次全体成员大会暨全国第十五届润滑脂技术交流会论文集[C];2009年
6 孙会魁;饶良斌;张金柱;;数值模拟在金属材料中的应用[A];2008年全国冶金物理化学学术会议专辑(上册)[C];2008年
7 郑皓宇;李安东;;高炉铁水预脱磷技术在不锈钢的应用[A];2005中国钢铁年会论文集(第3卷)[C];2005年
8 陈兆平;蒋晓放;章耿;钟志敏;;锰矿还原技术在宝钢转炉上的应用[A];2005中国钢铁年会论文集(第3卷)[C];2005年
9 侯安贵;蒋晓放;;宝钢炼钢的技术进步与展望[A];2008年全国炼钢——连铸生产技术会议文集[C];2008年
10 潘秀兰;王艳红;梁慧智;冯士超;;转炉炼钢脱磷新工艺[A];第七届(2009)中国钢铁年会论文集(上)[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张洪兵;结合电弧喷涂与快速原形技术快速制造钢基模具的研究[D];沈阳工业大学;2010年
2 马宁;高强度钢板热成形技术若干研究[D];大连理工大学;2011年
3 安俊超;多因素下乙烯裂解炉管焊接接头寿命预测研究[D];天津大学;2011年
4 片锦香;热轧带钢层流冷却过程建模与控制方法研究[D];东北大学;2010年
5 黄贞益;低合金高强度钢成分—组织—性能控制与再制造[D];南京理工大学;2012年
6 秦渊;毫秒激光与金属材料相互作用中的热学和力学效应研究[D];南京理工大学;2012年
7 李朝霞;电磁铸造铝板坯的凝固过程和变形控制研究[D];大连理工大学;2002年
8 李强;淬火过程的计算机模拟与试验研究[D];燕山大学;2003年
9 付宇明;金属模具电磁热裂纹止裂的研究[D];燕山大学;2003年
10 董辉跃;航空整体结构件加工过程的数值仿真[D];浙江大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 冯媛媛;热处理零件组织性能分布的计算机预测及其结构设计[D];山东农业大学;2010年
2 纪文文;超重力燃烧合成YAG陶瓷热力学计算及过程仿真[D];山东农业大学;2010年
3 武淑珍;水溶液在热钢材表面运动状态的分子动力学研究[D];昆明理工大学;2009年
4 杨峰;PQ600高强度工程机械用钢热轧工艺研究[D];昆明理工大学;2009年
5 郝旭东;宣钢转炉高效脱磷新工艺研究[D];昆明理工大学;2009年
6 杨素宝;超(超)临界火电机组用钢数据库的开发及其应用[D];昆明理工大学;2009年
7 陈小娟;CTOD试验技术中几个关键问题研究[D];武汉理工大学;2011年
8 王志伟;2.25Cr-1Mo-0.25V大钢锭中的夹杂物及其变形的有限元分析[D];太原科技大学;2011年
9 王少辉;7085铝合金整体结构件淬火残余应力分析及其消减工艺研究[D];中南大学;2011年
10 韩迎春;高速铁路道岔尖轨纵向残余应力实验研究与有限元分析[D];中南大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 张文辉,张国利,吕玉衡,姜福顺,李子凌,任雪冬;加氢反应器用2.25Cr-1Mo钢锻件的热处理[J];大型铸锻件;1996年04期
2 姜洪生;张汉谦;丛郁;王国栋;;临氢设备用12Cr2Mo1R(SA387Gr22Cl2)厚钢板的开发[J];钢铁;2008年12期
3 姜洪生;宋冬利;张汉谦;丛郁;王国栋;;临氢设备用12Cr2Mo1R厚钢板临界厚度研究[J];材料热处理学报;2009年02期
4 王旭颖;谢延安;宋波;牛玉温;;12Cr2Mo1管板锻件制造工艺研究[J];金属加工(热加工);2012年13期
5 姜萍;压力容器用CrMo钢锻件回火脆性影响因素的研究[J];一重技术;2001年04期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 蒋晓放,陈兆平;宝钢转炉少渣炼钢的实践[J];宝钢技术;2003年01期
2 钱维平,蒋和岁;工程结构用钢温度转变特性的表征及其应用[J];材料开发与应用;1997年01期
3 刘正东,张光中,吴光大,沈蕴华,杨孝忠,吴佩芝;合金碳化物与2(1/4)Cr-1Mo钢的韧化机制[J];钢铁;1998年02期
4 陈进,朱奎龙,柳曾典,吴东棣;加氢反应器在役挂片的回火脆性分析[J];华东理工大学学报;1998年01期
5 张学军,李小飞;炼钢转炉炉体焊缝开裂失效分析[J];焊接技术;2003年06期
6 刘正东,吴光大,张光中;2Cr-1Mo钢热处理特性及其强韧化机制[J];钢铁研究学报;1994年S1期
7 杨海林,王祖芳;临氢设备用14Cr1MoR钢板的研制[J];宽厚板;1997年06期
8 王承宽,王勇,李中金,韦亮;铁水脱磷技术的发展概况[J];炼钢;2002年06期
9 黄强;核用压力容器钢冲击转变曲线数学模型的建立及程序设计[J];成都科技大学学报;1995年01期
10 杜锋;铁水脱磷预处理工艺的发展[J];上海金属;1999年06期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 胡昌奎,陈培锋,梁军;激光焊接厚钢板的工艺研究[J];应用激光;2003年05期
2 大舟;大块厚钢板的激光切割机[J];光机电信息;1994年05期
3 木子;高强度厚钢板直接淬火技术[J];上海金属;2002年06期
4 唐霞辉,朱海红,朱国富,李家熔;厚钢板的激光焊接技术[J];焊接技术;1996年04期
5 王涛,郑启光,陶星之,辜建辉,李家熔;厚钢板的激光焊接[J];焊接技术;1998年04期
6 ;关于涮锌的一点体会[J];水利电力机械;1984年01期
7 花银群,王志生,杨继昌,颜红;激光焊接A3厚钢板的试验研究[J];应用激光;2005年04期
8 裴继斌;张立文;张全忠;王存山;董闯;;厚钢板激光弯曲成形机理的模拟研究[J];材料工程;2006年S1期
9 郭晓波;钟莉莉;单晓伟;;厚钢板层流冷却过程中断面温度场有限元分析[J];鞍钢技术;2007年04期
10 姜洪生;张汉谦;丛郁;王国栋;;临氢设备用12Cr2Mo1R(SA387Gr22Cl2)厚钢板的开发[J];钢铁;2008年12期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 肖劲飞;王寅华;;水轮发电机转子磁轭厚钢板迭装新结构的计算研究[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(一)[C];2007年
2 聂敏;李军;薛金保;陈小艺;于成科;;15CrMoR高压变换炉的焊接[A];石油工程焊接技术交流及焊接设备焊接材料应用研讨会论文专刊[C];2004年
3 刘小鹏;郑新建;李克勤;;厚钢板冲裁模的设计与制造[A];2005年十二省区市机械工程学会学术年会论文集(湖北专集)[C];2005年
4 裴继斌;张立文;张全忠;王存山;董闯;;船用厚钢板激光弯曲成形的数值模拟研究[A];2005年全国计算材料、模拟与图像分析学术会议论文集[C];2005年
5 查小琴;张亚军;张欣耀;梁键;;厚钢板焊接接头低温断裂韧性CTOD试验技术[A];第十四届全国疲劳与断裂学术会议论文集[C];2008年
6 曹丽君;王亚新;;厚钢板开发的新进展[A];2005中国钢铁年会论文集(第4卷)[C];2005年
7 刘小鹏;郑新建;钱应平;;厚钢板冲裁模的装调与故障处理[A];2005年十二省区市机械工程学会学术年会论文集(湖北专集)[C];2005年
8 胡敬礼;陈以一;;钢骨混凝土柱-梁-支撑节点的反复加载试验[A];中国钢结构协会钢-混凝土组合结构分会第十次年会论文集[C];2005年
9 张鼎;黄小平;丁仕风;洪英;徐博文;;大型集装箱船高强度钢甲板裂纹缺陷的安全寿命评估[A];纪念徐秉汉院士船舶与海洋结构力学学术会议论文集[C];2011年
10 孙羹尧;;关于南浦大桥钢梁厚钢板栓接板面抗滑系数问题的探讨[A];中国土木工程学会市政工程学会第三次全国城市桥梁学术会议论文集[C];1991年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 特约记者 牛序谋;日韩船用厚钢板涨价[N];中国船舶报;2003年
2 记者  张锦芳;韩日船用厚钢板价格谈判搁浅[N];经济参考报;2006年
3 全国轧钢技术知识竞赛组委会专家组;走高强度、高韧性、多样化之路[N];中国冶金报;2006年
4 李积轩;2006年韩船企将增购中国厚板[N];中国水运报;2006年
5 张锦芳;韩日达成船用厚钢板价格协议[N];经济参考报;2006年
6 张锦芳;日韩船用厚钢板价格达成协议[N];中国矿业报;2006年
7 际新;现代重工决定减少进口日本船板[N];中国船舶报;2010年
8 张伟;舞钢精品板材架起奥运“鸟巢”[N];中国矿业报;2006年
9 刘浩远;新日铁与造船厂商达成厚钢板提价协议[N];国际商报;2006年
10 记者 蔡计锁 通讯员 王维刚、张志才;邯钢精品板材挺起奥运“鸟巢”[N];河北日报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 苗张木;厚钢板焊接接头韧度CTOD评定研究[D];武汉理工大学;2005年
2 姜洪生;临氢设备用12Cr2Mo1R厚钢板生产及使用技术研究[D];东北大学;2009年
3 江利锋;红外隐真与示假中的若干热物理问题研究[D];中国科学技术大学;2009年
4 姚远;几种Fe-C系汽车材料大功率CO_2激光深熔焊接工艺研究[D];吉林大学;2006年
5 余启明;桥梁钢断裂韧性CTOD试验与仿真分析研究[D];武汉理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨武;现场环境对厚钢板焊接应力的影响研究[D];重庆交通大学;2010年
2 魏良庆;厚钢板小孔冲裁机理及模具失效研究[D];重庆工学院;2008年
3 林升;厚板焊接接头残余应力和损伤分布的研究[D];北京交通大学;2013年
4 黄智;基于组焊的模具型面毛坯快速制造关键技术研究[D];湖南大学;2005年
5 封常福;Ti-Nb微合金处理对Q345B厚钢板组织结构和性能的影响[D];山东大学;2007年
6 张江萍;厚钢板焊接区域消除残余应力后性能分析研究[D];重庆交通大学;2008年
7 侯洪;大型原油储罐用高强度调质钢板的研制[D];上海交通大学;2007年
8 赖万晓;厚钢板加速冷却工艺优化研究及其在X70管线钢的应用[D];上海交通大学;2011年
9 周伟刚;超声反射法单面检测钢—混凝土粘结界面质量的研究[D];湖南大学;2006年
10 孙贵舟;便携式储罐底板腐蚀漏磁检测仪研制[D];华中科技大学;2006年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026