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12cr1movG合金管正火工藝：     

 

 

         12cr1movG合金管就已形成批量生產(chǎn)能力。目前可生產(chǎn)的規(guī)格大外徑630mm、大壁厚60mm，今后可生產(chǎn)的規(guī)格將擴大到Φ630～711mm×60～80mm，常規(guī)生產(chǎn)的熱處理工藝按GB5310-1995《高壓鍋爐用無縫鋼管標(biāo)準(zhǔn)》執(zhí)行。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：為保證大中直徑厚壁12Cr1MoVG鋼管的組織、性能合格，壁厚30～40mm的鋼管，正火冷卻時應(yīng)進行強制冷卻；壁厚大于40mm的鋼管，需進行調(diào)質(zhì)處理。由于12Cr1MoV鋼中含合金元素V，使熱處理對組織結(jié)構(gòu)及熱強性的影響趨于復(fù)雜化，而且熱處理過程中各個環(huán)節(jié)也相互制約，因此，給其熱處理工藝的研究帶來了一定的難度。在實際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)：厚壁12Cr1MoVG鋼管的沖擊韌性指標(biāo)分散，穩(wěn)定性較差（尤其是D/S較小時），其性能隨熱處理工藝波動的問題更加突出。如Φ219mm×29mm、Φ508mm×20mm、Φ194mm×30mm等規(guī)格鋼管在正火后采用普通空冷（或風(fēng)冷）的工藝處理時，其沖擊指標(biāo)高低不均，1組試樣中沖擊功值有的高達200J，有的僅幾焦耳。但是對于壁厚大于40mm的鋼管，若按標(biāo)準(zhǔn)要求采用調(diào)質(zhì)工藝處理后，其強度指標(biāo)常常偏高，甚至超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的上限，且伸長率等塑性指標(biāo)較低，鋼管的綜合性能較差。因此，掌握正火后的冷卻速度與鋼的組織結(jié)構(gòu)和性能變化間的關(guān)系，有助于在實際熱處理時將冷卻速度控制在合理的范圍內(nèi)，從而獲得良好的綜合性能。這就要求對不同規(guī)格的鋼管熱處理工藝進行優(yōu)化。1.2優(yōu)化熱處理工藝的研究針對生產(chǎn)中出現(xiàn)的厚壁12Cr1MoVG鋼管沖擊指標(biāo)不均，重點分析研究了12Cr1MoV鋼的冷卻轉(zhuǎn)變特點及有關(guān)資料。結(jié)果表明：12Cr1MoV鋼的奧氏體化溫度和奧氏體化后的冷卻速度對其組織結(jié)構(gòu)均有較大的影響，其中正火后的冷卻速度對其影響大，也為重要。特別是從發(fā)生轉(zhuǎn)變開始到Bf點的冷卻速度較關(guān)鍵，可以認為，通過750～500℃時，保持大于20℃/min的冷卻速度能夠得到具有良好蠕變強度性能的原始組織［1］。事實上，在實際生產(chǎn)中，尤其是對厚壁管而言，普通空氣冷卻很難達到這種冷卻速度；若采用完全入水淬火，則強度指標(biāo)會過高，且不是有效的解決辦法。另外，在實驗室進行正火后采取不同的冷卻速度得到不同組織性能的試驗，結(jié)果表明：厚壁12Cr1MoVG鋼管具有良好的綜合性能的佳組織是回火貝氏體（30%～40%）和鐵素體+珠光體（60%～70%）［2］。因此，控制好正火后的鋼管冷卻速度，是優(yōu)化熱處理工藝的關(guān)鍵，也是獲得良好的組織以及優(yōu)良的綜合性能的保證。將理論分析與生產(chǎn)實際相結(jié)合，對不同規(guī)格的12Cr1MoVG鋼管制訂了不同的正火冷卻方式的熱處理生產(chǎn)工藝：壁厚小于20mm的鋼管，正火后一般采取空冷的熱處理工藝；壁厚大于30mm的鋼管，采用“水冷+空冷”的優(yōu)化熱處理工藝；壁厚20～30mm的鋼管，根據(jù)外徑/壁厚（D/S）的大小，選擇風(fēng)冷或“水冷+空冷”的正火工藝�！八�冷+空冷”是從生產(chǎn)實踐中總結(jié)出來的新工藝，同時也符合12Cr1MoV鋼的冷卻轉(zhuǎn)變特點。所謂“水冷+空冷”是指水冷時不能使鋼管冷透發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變，而是使鋼管經(jīng)水冷到一定溫度后出水再在空氣中冷卻。這樣既可以滿足鋼管在750～500℃快速冷卻的要求，又可獲得部分貝氏體組織。實際生產(chǎn)時，為防止強度指標(biāo)過高，正火鋼管出爐后并不直接入水，需要等待一定時間才入水冷卻，等待和冷卻的時間主要根據(jù)12Cr1MoV鋼的冷卻轉(zhuǎn)變曲線和鋼管的不同壁厚與外徑來選擇：鋼管管壁越厚、外徑越大，則入水前的等待時間越長，水中冷卻的時間也越長。2優(yōu)化熱處理工藝的生產(chǎn)實踐2.1力學(xué)性能和金相組織大量的生產(chǎn)實踐證明：某些規(guī)格的12Cr1MoVG鋼管按標(biāo)準(zhǔn)工藝熱處理后，性能不合格的改用優(yōu)化的熱處理新工藝即“水冷+空冷”進行處理，熱處理后的力學(xué)性能指標(biāo)、金相組織均達到標(biāo)準(zhǔn)要求，完全滿足高壓鍋爐管的使用要求。2.1.1力學(xué)性能指標(biāo)對比某些規(guī)格的12Cr1MoVG鋼管按標(biāo)準(zhǔn)熱處理工藝和“水冷+空冷”優(yōu)化熱處理工藝進行處理后的力學(xué)性能結(jié)果對比。