一种12Cr2Mo1V加氢反应器锻件锻后热处理工艺

摘要

本发明提供一种12Cr2Mo1V加氢反应器锻件锻后热处理工艺，其包括以下步骤：一次高温正火：采用分段加热，第一段加热温度为650‑720℃，保温0.5‑2h/100mm，第二段加热温度为250‑350℃，保温1‑2h/100mm，第三段加热温度为1010‑1030℃，保温1.5‑4h/100mm，然后降温至250‑350℃；一次等温退火：升温至650‑720℃，保温0.5‑1h/100mm，升温至940‑960℃，保温1.5‑4h/100mm，降温至650‑720℃，保温2‑4h/100mm，降温至250℃以下。本发明有效消除组织遗传，锻件的粗晶混晶情况明显改善，提高锻件的综合性能，同时减少锻后正火次数，节约生产成本。

说明书

技术领域

本发明涉及大锻件工艺技术领域，特别是涉及一种12Cr2Mo1V加氢反应器锻件锻后热处理工艺。

背景技术

在石化行业，随着加氢裂化和加氢脱硫等工艺的改进、轻质油品需求量的增加、重质原料油的裂解精制、防止大气污染等的需要，推动了加氢精制装置和加氢裂化装置中的核心设备的发展与繁荣，而筒体锻件是压力容器中的重要组成部分，它是在一定压力、温度和介质条件下长时间工作的锻件，因此对材料除要求有较高的常温力学性能外，根据容器的不同使用环境和重要程度，还要求有良好的高低温性能、蠕变强度、断裂韧性、抗腐蚀性能和较低的回火脆化倾向等。随着容量和压力的增大，对加氢反应器要求有更高的强度、低温冲击性能、焊接性能等。

12Cr2Mo1V材质就是在原12Cr2Mo1材质基础上加上V元素，提高了材料的常温及高温强度，使锻件能在更大的压力和更高的温度下工作，达到一定含量的V同时能够提高抗氢脆性及材料的蠕变强度，延长了锻件的使用寿命。但与常规12Cr2Mo1材质相比，由于加入了元素V，组织遗传现象比较明显，锻件经锻后热处理后混晶、组织粗大等问题比较突出，导致了调质后冲击韧性差，给使用带来隐患。目前锻后热处理工艺一般采用920-980℃温度正火，由于正火温度偏低，无法消除VC等碳化物对晶界的钉扎作用，粗晶、混晶现象很难消除，粗大贝氏体组织产生组织遗传，影响产品最终性能，须进行多次正火进行细化晶粒度，造成能源浪费，延误了生产周期。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种12Cr2Mo1V加氢反应器锻件锻后热处理工艺，该热处理工艺有效消除了组织遗传，细化了晶粒度，提高了锻件的综合性能。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种12Cr2Mo1V加氢反应器锻件锻后热处理工艺，其包括以下步骤：

1)一次高温正火：采用分段加热，第一段加热温度为650-720℃，保温0.5-2h/100mm，第二段加热温度为250-350℃，保温1-2h/100mm，第三段加热温度为1010-1030℃，保温1.5-4h/100mm，然后降温至250-350℃；

2)一次等温退火：升温至650-720℃，保温0.5-2h/100mm，然后升温至940-960℃，保温1.5-4h/100mm，然后第一次降温至650-720℃，保温2-4h/100mm，然后第二次降温至250℃以下，出炉。

优选地，在步骤1)中，第一段加热温度为700-720℃。

更优选地，在步骤1)中，第一段加热温度为700-710℃、710-720℃、705-715℃、700-705℃或715-720℃。

优选地，在步骤1)中，第二段加热温度为280-320℃。

更优选地，在步骤1)中，第二段加热温度为280-300℃、300-320℃、290-300℃、290-310℃或310-300℃。

优选地，在步骤1)中，第三段加热温度为1015-1025℃。

优选地，在步骤1)中，由第一段加热温度至第二段加热温度采取炉冷降温的方式。

优选地，在步骤1)中，由第三段加热温度降温至250-350℃采用空冷降温的方式。

优选地，在步骤2)中，所述一次等温退火包括以下步骤：升温至700-720℃，保温1-1.5h/100mm，然后升温至940-950℃，保温2.5-3h/100mm，然后第一次降温至680-720℃，保温2-4h/100mm，然后第二次降温至200℃以下，出炉。

优选地，在步骤2)中，所述第一次降温和所述第二次降温均采用采取炉冷降温的方式。

本发明采用一次高温正火将钉扎在晶界上的VC溶解至基体内，经过扩散均匀化，冷却过程中弥散析出，得到较均匀的晶粒度，为后面退火做好准备；一次等温退火的作用是经过等温退火后得到平衡态组织F+P(其中，F是铁素体相，P是珠光体组织)，并改善晶粒度，从而能为后续性能热处理做好充足的组织准备。

如上所述，本发明的一种12Cr2Mo1V加氢反应器锻件锻后热处理工艺，具有以下有益效果：

本发明采用一次高温正火和一次等温退火的热处理工艺，有效消除了组织遗传，细化了晶粒度，组织细化均匀稳定，且晶粒更细化，明显减轻了锻件的缺陷，提高了锻件的综合性能，满足了加氢反应器锻件的使用要求，同时减少了锻件锻后的正火次数，避免了能源浪费，节约了生产成本。

附图说明

图1显示为实施例1热处理后获得的锻件的金相照片。

图2显示为实施例2热处理后获得的锻件的金相照片。

图3显示为对比例1热处理后获得的锻件的金相照片。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

实施例1

一种12Cr2Mo1V加氢反应器锻件锻后热处理工艺包括以下步骤：

1)一次高温正火：锻件经压机锻造成型后，装炉720℃保温1h/100mm，炉冷至300℃，保温1.5h/100mm，后升温至720℃，保温1h/100mm，再以功率升温至1030℃保温2h/100mm后空冷至300℃，装炉。

2)一次等温退火：待装炉后，升温至720℃，保温1h/100mm，再以功率升温至950℃保温2.5h/100mm，保温结束后炉冷至720℃保温2h/100mm，然后炉冷至250℃以下，出炉。

图1显示为实施例1热处理后获得的锻件的金相照片。经过以上锻后热处理工艺的加氢反应容器锻件进行性能热处理后晶粒度达到7级。

实施例2

一种12Cr2Mo1V加氢反应器锻件锻后热处理工艺包括以下步骤：

1)一次高温正火：锻件经压机锻造成型后，装炉700℃保温1.5h/100mm，炉冷至280℃，保温1.5h/100mm，后升温至700℃，保温1.5h/100mm，再以功率升温至1010℃保温3h/100mm后空冷至280℃，装炉。

2)一次等温退火：待装炉后，升温至700℃，保温1.5h/100mm，再以功率升温至940℃保温3h/100mm，保温结束后炉冷至700℃保温4h/100mm，然后炉冷至230℃以下，出炉。

图2显示为实施例2热处理后获得的锻件的金相照片。经过以上锻后热处理工艺的加氢反应容器锻件，进行性能热处理后晶粒度达到7级。

对比例1

传统的12Cr2Mo1V加氢反应器锻件锻后热处理工艺包括以下步骤：

1)第一次正火：锻件经压机锻造成型后，装炉380℃保温1.5h/100mm，升温至710℃，保温0.5h/100mm，再以功率升温至960℃保温3h/100mm后空冷至330℃，装炉。

2)第二次正火：锻件装炉后，在330℃保温0.5h/100mm，升温至710℃，保温0.5h/100mm，再以功率升温至940℃保温3h/100mm，保温结束后吊出空冷至330℃，装炉。

3)高温回火：将第二次空冷后锻件装炉，升温至330℃，保温1h/100mm，然后升温至710℃，保温3h/100mm，保温结束后炉冷至≤250℃出炉。

图3显示为对比例1热处理后获得的锻件的金相照片。经过以上锻后热处理工艺的加氢反应容器锻件，进行性能热处理后晶粒度6级，部分3级，出现粗晶、混晶现象。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。