大型筒节升梯式临界区正火热处理工艺

发布时间：2019-10-29 20:03

【摘要】：针对加氢反应器大型筒节经轧制成型后心部易出现混晶和粗晶组织和当前等温式正火工艺热处理周期长、能源消耗大两大问题,提出升梯式正火热处理方案,并与传统的等温式正火热处理制度下组织和力学性能进行对比。研究结果表明:升梯式临界区高温侧正火对降低混晶度的效果优于等温式正火的效果,其热处理后平均晶粒粒径为31μm;升梯式临界区高温侧正火热处理后在晶界处析出部分渗碳体,对晶界起到钉扎强化作用,晶粒内部渗碳体球化和均匀化效果好;经升梯式正火热处理后材料的屈服强度、抗拉强度和-30℃夏比冲击吸收功分别为655 MPa,729 MPa和162 J,其低温冲击断口塑性脊数量明显,综合力学性能与等温式正火的相当;与等温式正火工艺相比,升梯式临界区高温侧正火热处理工艺可将正火保温时间缩短30%,正火加热温度降低,大大降低了能源消耗。
【图文】：

奥氏体区,等温式,正火工艺,正火

?1.1实验材料本实验所选用的加氢反应器筒节材料2.25Cr-1Mo-0.25V钢，其化学成分如表1所示。加热时其奥氏体转变开始温度AC1和终了温度AC3分别为800℃和890℃，并且在淬火温度为940℃时，其组织力学性能最好[13]。因此，传统的正火热处理工艺为在940℃完全奥氏体区经两次长时间等温正火，如图1所示。表12.25Cr-1Mo-0.25V钢化学成分(质量分数)Table1Chemicalcompositionof2.25Cr-1Mo-0.25Vsteel%CSiMnPSCr0.15000.07500.54000.00750.00402.4300MoVCuNiTiSb0.91000.31000.05000.10000.01500.0060图1传统的等温式奥氏体区正火工艺图Fig.1Traditionalisothermtypeausteniteregionnormalizingheattreatmentprocessdiagram1.2升梯式热处理工艺和实验方案针对传统的奥氏体区等温式正火加热温度高，正火保温时间长，热处理能源消耗大等缺陷，本文提出升梯式正火热处理工艺，如图2所示。首先，切取长×宽×厚为60mm×50mm×15mm实验钢块，在快速加热电阻炉中加热到1200℃，保温2h，其目的是使实验钢块组织充分粗化达到筒节轧后心部组织晶粒粒径；第1次正火温度设为临界区800，840和880℃，第2次正火温度为奥氏体区940℃，2次正火保温时间相同，分别设定为2，5，8和12h，正火过程的升温速度设定为0.05℃/s，第2次正火冷却速度设定为0.1℃/s；最后经650℃回火，保温12h，冷却速度为0.05℃/s。在热处理后的实验钢块上切取2组试图2升梯式正火工艺图Fig.2Diagramoflifttypenormalizingheattreatment

升梯,正火工艺

区经两次长时间等温正火，如图1所示。表12.25Cr-1Mo-0.25V钢化学成分(质量分数)Table1Chemicalcompositionof2.25Cr-1Mo-0.25Vsteel%CSiMnPSCr0.15000.07500.54000.00750.00402.4300MoVCuNiTiSb0.91000.31000.05000.10000.01500.0060图1传统的等温式奥氏体区正火工艺图Fig.1Traditionalisothermtypeausteniteregionnormalizingheattreatmentprocessdiagram1.2升梯式热处理工艺和实验方案针对传统的奥氏体区等温式正火加热温度高，正火保温时间长，热处理能源消耗大等缺陷，本文提出升梯式正火热处理工艺，如图2所示。首先，切取长×宽×厚为60mm×50mm×15mm实验钢块，在快速加热电阻炉中加热到1200℃，保温2h，其目的是使实验钢块组织充分粗化达到筒节轧后心部组织晶粒粒径；第1次正火温度设为临界区800，840和880℃，第2次正火温度为奥氏体区940℃，，2次正火保温时间相同，分别设定为2，5，8和12h，正火过程的升温速度设定为0.05℃/s，第2次正火冷却速度设定为0.1℃/s；最后经650℃回火，保温12h，冷却速度为0.05℃/s。在热处理后的实验钢块上切取2组试图2升梯式正火工艺图Fig.2Diagramoflifttypenormalizingheattreatment
【作者单位】：燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心;
【基金】：中国博士后科学基金资助项目(2016M590211) 河北省高等学校青年拔尖人才计划项目(BJ2014055)~~
【分类号】：TG156.4

【参考文献】

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