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薄规格钢板热处理工艺
技术领域：本发明涉及冶金工业板材热处理工艺，特别是一种薄规格钢板热处理工艺。
背景技术：随着社会的进步，各行各业对热处理钢材的需求越来越大，尤其是对薄规格(厚度≤12mm)热处理钢板的需求越来越大。钢材热处理工艺通常有正火、回火、退火、正火+回火、淬火+回火等。薄规格热处理钢板目前一般是通过常规正火+冷矫机矫直来生产。常规正火工艺一般是：钢板在热处理炉加热到其Ac₃以上的温度后，保温一定的时间，然后出炉空冷至室温。由于钢板出炉空冷过程中，其微观组织要发生转变，转变后的钢板内存在很大的组织应力和热应力，这些应力的存在将促使钢板发生瓢曲，严重影响钢板的板形，对薄规格钢板尤其如此。为了保证钢板的板形(平直度)，一般钢厂都是利用刚度很大的冷矫机进行强力矫直。该生产工艺所存不足之处在于：1)热处理温度高，能耗大；2)需要造价昂贵的冷矫机，且占地面积大；3)设备维护费用高，生产作业线长，生产效率低；4)未经清除掉的钢板表面氧化铁皮，在冷矫时容易被压入钢板，形成表面麻坑，严重的致使钢板报废。
发明内容：本发明的目的在于，针对现有薄规格热处理钢板生产工艺所存在的不足，提出一种新的薄规格钢板热处理工艺，它既可有效解决薄规格钢板热处理中板形问题，降低热处理能耗，提高生产效率，同时又可适当提高钢板的机械性能。
通过下述技术方案可实现本发明的目的，一种薄规格钢板热处理工艺，其工艺流程包括：钢板入炉—加热—保温—空冷，其特征在于：在保温与空冷工序之间，还设有炉冷工序；各工序参数要求是：
1、在热处理炉内的钢板在加热工序加热至Ac₁～Ac₃温度；
2、在热处理炉内的钢板在保温工序的保温温度为Ac₁～Ac₃，保温时间1H～3H；
3、在热处理炉内的钢板在炉冷工序的出炉口处温度为350℃～650℃；
4、钢板出炉空冷至室温。
本发明的效果在于：1、与常规正火+冷矫工艺比，它具有设备投资小、能耗低、生产流程短、生产成本低的优点，这主要在于本工艺：1)钢板加热至钢的两相区Ac₁～Ac₃保温，比常规正火加热及保温温度(Ac₃以上)低；2)炉冷工序无热量提供，只有保温工序辐射热，由高到低，钢板在经过炉冷工序时将发生组织转变，同时利用保温工序辐射热消除组织应力；3)由于钢板相变已经结束，且相变应力在炉冷过程中已大部分消除，钢板出炉后不再发生瓢曲，不需利用冷矫机矫直，缩短了生产流程；4)钢板不需矫直，省去了造价昂贵的冷矫机，缩小了占地面积。2、与常规正火+冷矫工艺比，它具有钢板内外质量更好的优点，这主要在于本工艺：1)钢板不需矫直，将不存在表面氧化铁皮在冷矫时被压入钢板，形成表面麻坑的风险；2)钢板的综合性能更好。这是因为钢板在Ac₁～Ac₃之间保温后，其微观组织为铁素体+奥氏体，当钢板进入炉冷工序时，钢板将发生珠光体转变，由于相变前钢板的微观组织为铁素体+奥氏体两相混合组织，当奥氏体向珠光体转变时，珠光体不仅会在奥氏体晶界形核，同时也会在奥氏体和铁素体之间的相界面上形核，因此经过该工艺处理的钢板，其显微组织更加均匀、细小，从而进一步提高其机械性能。
工艺流程比较
 

工艺类别加热保温温度/℃保温时间/min钢板出炉温度/℃冷却方式是否需冷矫机矫直正火+冷矫常规Ac₃以上视厚度、等级而定Ac₃以上空冷是正火+炉冷常规Ac₁～Ac₃1H～3H350～650炉冷+空冷否
注：H为钢板厚度，单位为mm。
下面结合实施例对本发明进一步阐述：
具体实施方式：
实施例1：  6mm的Q345R压力容器板正火处理。钢板从热处理炉炉尾进入炉内加热工序进行加热，当钢板加热到Ac₁～Ac₃温度区间时，特别是840℃时，进入到炉内保温工序保温，保温温度为840℃，保温时间为1H min，即6min，然后进入炉内设置的炉冷工序炉冷，该工序在炉内除保温工序的辐射热外无热量提供，钢板在炉冷工序中温度降为420℃时出炉，出炉后上冷床空冷至室温。
钢板平直度检测及取样分析后性能情况如下：
钢板最大不平度：3mm/2m；
机械性能：ReL：380MPa  Rm：565MPa  A：23.5％
          0℃Akv(横向，J)：65/62/64
符合相应标准要求。
实施例2：  10mm的Q370R压力容器板正火处理。钢板从热处理炉炉尾进入炉内加热工序进行加热，当钢板加热到Ac₁～Ac₃温度区间时，特别是860℃时，进入到炉内保温工序保温，保温温度为860℃，保温时间为2H min，即20min，然后进入炉内设置的炉冷工序炉冷，该工序在炉内除保温工序的辐射热外无热量提供，钢板在炉冷工序中温度降为600℃时出炉，出炉后上冷床空冷至室温。
钢板平直度检测及取样分析后性能情况如下：
钢板最大不平度：4mm/2m；
机械性能：ReL：400MPa  Rm：580MPa  A：22.5％
          -20℃Akv(横向，J)：95/86/93
符合相应标准要求。
实施例3：  6mm的16MnDR低温压力容器板正火处理。钢板从热处理炉炉尾进入炉内加热工序进行加热，当钢板加热到Ac₁～Ac₃温度区间时，特别是830℃时，进入到炉内保温工序保温，保温温度为830℃，保温时间为3H min，即18min，然后进入炉内设置的炉冷工序炉冷，该工序在炉内除保温工序的辐射热外无热量提供，钢板在炉冷工序中温度降为350℃时出炉，出炉后上冷床空冷至室温。
钢板平直度检测及取样分析后性能情况如下：
钢板最大不平度：5mm/2m；
机械性能：ReL：345MPa  Rm：520MPa  A：24.5％
           -40℃Akv(横向，J)：75/68/77
符合相应标准要求。
实施例4：  12mm的Q345qC桥梁板正火处理。钢板从热处理炉炉尾进入炉内加热工序进行加热，当钢板加热到Ac₁～Ac₃温度区间时，特别是840℃时，进入到炉内保温工序保温，保温温度为840℃，保温时间为1H min，即12min，然后进入炉内设置的炉冷工序炉冷，该工序在炉内除保温工序的辐射热外无热量提供，钢板在炉冷工序中温度降为580℃时出炉，出炉后上冷床空冷至室温。
钢板平直度检测及取样分析后性能情况如下：
钢板最大不平度：3mm/2m；
机械性能：ReL：385MPa  Rm：555MPa  A：24.0％
          0℃Akv(纵向，J)：57/58/60
符合相应标准要求。
实施例5：  8mm的Q420E低合金高强度板正火处理。钢板从热处理炉炉尾进入炉内加热工序进行加热，当钢板加热到Ac₁～Ac₃温度区间时，特别是865℃时，进入到炉内保温工序保温，保温温度为865℃，保温时间为3H min，即24min，然后进入炉内设置的炉冷工序炉冷，该工序在炉内除保温工序的辐射热外无热量提供，钢板在炉冷工序中温度降为620℃时出炉，出炉后上冷床空冷至室温。
钢板平直度检测及取样分析后性能情况如下：
钢板最大不平度：4mm/2m；
机械性能：ReL：445MPa  Rm：565MPa  A：22.0％
           -40℃Akv(纵向，J)：57/55/58
符合相应标准要求。
实施例6：  8mm的CCSA32高强度船板正火处理。钢板从热处理炉炉尾进入炉内加热工序进行加热，当钢板加热到Ac₁～Ac₃温度区间时，特别是820℃时，进入到炉内保温工序保温，保温温度为820℃，保温时间为3H min，即24min，然后进入炉内设置的炉冷工序炉冷，该工序在炉内除保温工序的辐射热外无热量提供，钢板在炉冷工序中温度降为650℃时出炉，出炉后上冷床空冷至室温。
钢板平直度检测及取样分析后性能情况如下：
钢板最大不平度：6mm/2m；
机械性能：ReL：345MPa  Rm：495MPa  A：23.5％
          0℃Akv(纵向，J)：87/82/85
符合相应标准要求。
实施例7：  8mm的Q235B碳素结构钢板正火处理。钢板从热处理炉炉尾进入炉内加热工序进行加热，当钢板加热到Ac₁～Ac₃温度区间时，特别是750℃时，进入到炉内保温工序保温，保温温度为750℃，保温时间为3H min，即24min，然后进入炉内设置的炉冷工序炉冷，该工序在炉内除保温工序的辐射热外无热量提供，钢板在炉冷工序中温度为降630℃时出炉，出炉后上冷床空冷至室温。
钢板平直度检测及取样分析后性能情况如下：
钢板最大不平度：6mm/2m；
机械性能：ReL：275MPa  Rm：460MPa  A：23.5％
          +20℃Akv(纵向，J)：87/82/85
符合相应标准要求。