12Cr2Mo1VR钢连续冷却转变曲线的试验分析
发布时间：2021-07-05 13:59
在12Cr2Mo1VR钢研发过程中,借助BAHR DIL805热膨胀相变仪,根据温度传感器实时提取出来的温度-时间曲线计算冷却速度,采用分段冷却的方式,得到了该12Cr2Mo1VR钢的连续冷却转变（CCT）曲线。结果表明,12Cr2Mo1VR钢的Ac3,Ac1,Bs分别为895,794,441℃。冷却速度13.3～2 400℃/h时,发生奥氏体（A）向贝氏体（B）和铁素体（F）的转变;当冷却速度小于13.3℃/h时,组织为贝氏体+铁素体+残余奥氏体;当冷却速度为2 400～4 800℃/h时,仅发生奥氏体向贝氏体的转变;冷却速度为48 000℃/h时,出现马氏体。随着冷却速度的增加,硬度值逐渐增大,组织由B+F+A转变为B+F,再转变为B,最后转变为贝氏体（B）+马氏体（M）。
【文章来源】：压力容器. 2020,37(09)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
12Cr2Mo1VR钢CCT曲线
为了研究不同冷却速度对钢的硬度影响，对不同冷却速度的金相试样在维氏硬度计上进行硬度检测，试样冷却速度与试样硬度之间的关系曲线如图3所示，随着冷却速度的增加，试样的硬度随之升高，当冷却速度处于相变临界速度时，硬度变化明显。硬度变化规律与不同冷却速度下各相的种类和所占百分比有很好的对应关系，当冷却速度≤13.3℃/h时，基体大部分组织为F+少量的B+少量A，硬度HV可控制在200以下;当冷却速度在200～2 400℃/h时，随着冷却速度的增加，组织中B含量增多且晶粒明显细化，F含量减少直至在2 400～4 800℃/h之间消失，硬度HV可控制在217～394;当冷却速度在48 000～72 000℃/h时，组织为B+M组织，硬度HV变化不明显，主要是因为针对12Cr2Mo1VR类钢的试样，当冷却速度在48 000～72 000℃/h,B和M比例及形态未见明显改变，因此HV硬度变化不明显。图3 12Cr2Mo1VR试样不同冷速下对应的硬度
图2 不同冷速下的12Cr2Mo1VR钢扫描组织照片考虑到钢板实际生产过程中，厚度断面上的冷却速度存在变化，钢板表面冷却过程中与冷却水直接进行接触换热，心部依靠与表面的温度梯度通过传导进行热量传输，而心部依靠传导的冷却速度远小于接触换热冷却速度，且钢板心部实际的冷速远远小于72 000℃/h。同时由于钢板的交货状态为正火(加速冷却)+回火，钢板经正火(加速冷却)后心部得到晶粒度较粗的粒状贝氏体，随后回火过程中，从铁素体基体中析出合金碳化物，降低了钢中固溶合金元素含量，虽然降低了固溶强化效果，但析出合金碳化物由于产生析出强化作用，抵消了一部分固溶强化强度损失量。同时，碳化物颗粒硬度大，与滑移位错交互作用的强化机制为Orowan机制[14]，其强化效果大致与析出相颗粒尺寸成反比，随着碳化物颗粒平均尺寸的减小，析出强化作用增加，固溶强化和析出强化此消彼长，保证了钢具备一定的硬度值，因此正火+回火供货的12Cr2Mo1VR钢板HV硬度虽然达不到400以上，但可控制在235以上。API RP934(第一版)对12Cr2Mo1VR特厚板基体组织提出严格要求，要求钢板贝氏体组织比例至少≥90%[15]，根据实际检测交货的12Cr2Mo1VR钢板数据，当组织达到90%以上贝氏体组织时，12Cr2Mo1VR钢板厚度断面上实际交货态HV硬度可控制在245～260区间范围内，基本可以保证钢板后续成型及长时模焊后强度的需要。因此结合API RP934(第一版)对12Cr2Mo1VR特厚板基体组织的要求，结合本试验的相关冷却曲线，实际生产过程中通过淬火机高压段、低压段冷却水量及水压的精确控制，将钢板厚度1/2处的正火冷速控制在2 400℃/h以上，配合后续回火工艺的适当调整，基本可以保证钢板满足加氢反应器用12Cr2Mo1VR钢的组织和硬度要求。
【参考文献】：
期刊论文
[1]浸酚醛树脂石墨与9Cr18不锈钢配副的摩擦磨损正交试验研究[J]. 倪成良,江锦波,彭旭东,孟祥铠,李纪云. 流体机械. 2019(04)
[2]三明治结构淬硬钢Cr12MoV切削加工的数值模拟[J]. 程金强,王扬渝,王慧强,倪鹏程. 机电工程. 2018(09)
[3]2.25Cr-1Mo-0.25V钢大直径封头拼缝的性能试验[J]. 王天先,王文利. 压力容器. 2018(01)
[4]临氢设备用12Cr2Mo1VR（H）钢板的研制[J]. 胡昕明,王储,张健,欧阳鑫,孙殿东,隋轶. 压力容器. 2017(10)
[5]钛-钢爆炸复合板的微观组织结构及力学性能[J]. 翟伟国,王少刚,罗传孝. 压力容器. 2012(09)
[6]模拟焊后热处理制度对临氢12Cr2Mo1R钢板性能的影响[J]. 吴艳阳,温冰,牛红星,张萌. 宽厚板. 2012(01)
[7]制造加氢反应器用2.25Cr-1Mo-0.25V钢的焊接性能试验[J]. 薛巍,周琦. 电焊机. 2009(11)
[8]临氢设备用12Cr2Mo1R（SA387Gr22Cl2）厚钢板的开发[J]. 姜洪生,张汉谦,丛郁,王国栋. 钢铁. 2008(12)
本文编号：3266202
【文章来源】：压力容器. 2020,37(09)北大核心
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【部分图文】：
12Cr2Mo1VR钢CCT曲线
为了研究不同冷却速度对钢的硬度影响，对不同冷却速度的金相试样在维氏硬度计上进行硬度检测，试样冷却速度与试样硬度之间的关系曲线如图3所示，随着冷却速度的增加，试样的硬度随之升高，当冷却速度处于相变临界速度时，硬度变化明显。硬度变化规律与不同冷却速度下各相的种类和所占百分比有很好的对应关系，当冷却速度≤13.3℃/h时，基体大部分组织为F+少量的B+少量A，硬度HV可控制在200以下;当冷却速度在200～2 400℃/h时，随着冷却速度的增加，组织中B含量增多且晶粒明显细化，F含量减少直至在2 400～4 800℃/h之间消失，硬度HV可控制在217～394;当冷却速度在48 000～72 000℃/h时，组织为B+M组织，硬度HV变化不明显，主要是因为针对12Cr2Mo1VR类钢的试样，当冷却速度在48 000～72 000℃/h,B和M比例及形态未见明显改变，因此HV硬度变化不明显。图3 12Cr2Mo1VR试样不同冷速下对应的硬度
图2 不同冷速下的12Cr2Mo1VR钢扫描组织照片考虑到钢板实际生产过程中，厚度断面上的冷却速度存在变化，钢板表面冷却过程中与冷却水直接进行接触换热，心部依靠与表面的温度梯度通过传导进行热量传输，而心部依靠传导的冷却速度远小于接触换热冷却速度，且钢板心部实际的冷速远远小于72 000℃/h。同时由于钢板的交货状态为正火(加速冷却)+回火，钢板经正火(加速冷却)后心部得到晶粒度较粗的粒状贝氏体，随后回火过程中，从铁素体基体中析出合金碳化物，降低了钢中固溶合金元素含量，虽然降低了固溶强化效果，但析出合金碳化物由于产生析出强化作用，抵消了一部分固溶强化强度损失量。同时，碳化物颗粒硬度大，与滑移位错交互作用的强化机制为Orowan机制[14]，其强化效果大致与析出相颗粒尺寸成反比，随着碳化物颗粒平均尺寸的减小，析出强化作用增加，固溶强化和析出强化此消彼长，保证了钢具备一定的硬度值，因此正火+回火供货的12Cr2Mo1VR钢板HV硬度虽然达不到400以上，但可控制在235以上。API RP934(第一版)对12Cr2Mo1VR特厚板基体组织提出严格要求，要求钢板贝氏体组织比例至少≥90%[15]，根据实际检测交货的12Cr2Mo1VR钢板数据，当组织达到90%以上贝氏体组织时，12Cr2Mo1VR钢板厚度断面上实际交货态HV硬度可控制在245～260区间范围内，基本可以保证钢板后续成型及长时模焊后强度的需要。因此结合API RP934(第一版)对12Cr2Mo1VR特厚板基体组织的要求，结合本试验的相关冷却曲线，实际生产过程中通过淬火机高压段、低压段冷却水量及水压的精确控制，将钢板厚度1/2处的正火冷速控制在2 400℃/h以上，配合后续回火工艺的适当调整，基本可以保证钢板满足加氢反应器用12Cr2Mo1VR钢的组织和硬度要求。
【参考文献】：
期刊论文
[1]浸酚醛树脂石墨与9Cr18不锈钢配副的摩擦磨损正交试验研究[J]. 倪成良,江锦波,彭旭东,孟祥铠,李纪云. 流体机械. 2019(04)
[2]三明治结构淬硬钢Cr12MoV切削加工的数值模拟[J]. 程金强,王扬渝,王慧强,倪鹏程. 机电工程. 2018(09)
[3]2.25Cr-1Mo-0.25V钢大直径封头拼缝的性能试验[J]. 王天先,王文利. 压力容器. 2018(01)
[4]临氢设备用12Cr2Mo1VR（H）钢板的研制[J]. 胡昕明,王储,张健,欧阳鑫,孙殿东,隋轶. 压力容器. 2017(10)
[5]钛-钢爆炸复合板的微观组织结构及力学性能[J]. 翟伟国,王少刚,罗传孝. 压力容器. 2012(09)
[6]模拟焊后热处理制度对临氢12Cr2Mo1R钢板性能的影响[J]. 吴艳阳,温冰,牛红星,张萌. 宽厚板. 2012(01)
[7]制造加氢反应器用2.25Cr-1Mo-0.25V钢的焊接性能试验[J]. 薛巍,周琦. 电焊机. 2009(11)
[8]临氢设备用12Cr2Mo1R（SA387Gr22Cl2）厚钢板的开发[J]. 姜洪生,张汉谦,丛郁,王国栋. 钢铁. 2008(12)
本文编号：3266202
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