热处理工艺对12Cr1MoVG厚壁无缝钢管表面硬度的影响
发布时间:2016-05-20 08:30
作者:互联网
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12cr1movG无缝
钢管主要用于制造高压
锅炉蒸汽
管道,使用温度可达580℃,具有较高的耐高温持久
强度。
12Cr1MoVG
钢管是在优质
碳素
结构钢中加入适量
合金元素,提高其力学性能、强
韧性和
淬透性,通常以
热处理(
正火+
回火或
淬火+回火)状态交货。随着
用户需求的不断提高,要求12Cr1MoVG钢管的表面
硬度为145~190HB,而传统
工艺生产的厚壁钢管不能满足这一要求(正火+回火工艺生产的钢管硬度为135~161HB,低于
标准下限值;淬火+回火工艺生产的钢管硬度为175~200HB,超过标准上限值)。为了得到12Cr1MoVG厚壁钢管的理想表面硬度,通过分析12Cr1MoVG的连续
冷却转变曲线(CCT曲线),在实验室进行
热处理工艺研究,对不同工艺热处理后的钢管进行性能检测,以找出最佳热处理工艺。钢的硬度主要由其
金相组织决定,回火
索氏体S回硬度较高,
铁素体F硬度较低。传统工艺热处理后的12Cr1MoVG厚壁无缝钢管的金相组织为S回+B回(回火
贝氏体),在淬火过程中生成了大量M(
马氏体体)组织,经过回火后M转变为S回;正火+回火后组织为F+P(
铁素体+
珠光体),F含量高达75%。由于淬火工艺冷却速率较快,F来不及析出就进入B转变区域,最终形成了M+B组织,
产品硬度值偏高;而正火+回火工艺冷却速率较慢,F大量析出,产品硬度值偏低。试样
规格Φ219mm×45mm,其生产工艺:电炉冶炼→LF精炼→VD精炼→模铸→
锻造→
退火→
管坯加热→
穿孔→Assel轧管机轧制→定径→
探伤。选取探伤合格的12Cr1MoVG钢管,在其中部截取长度为500mm的管段,在实验室热处理后制备满足相应标准的试样。试验研究分两步进行:通过
控制F析出温度的停留时间,改变F的析出量,研究水淬时间与冷却水循环方式对钢管性能的影响;找出性能匹配最佳时的水淬时间及水循环方式,进行最佳回火工艺制度研究。研究结果表明:(1)通过控制淬火时间,减少F析出量,避免大量M组织析出,实现产品硬度的控制,确定出Φ219mm×45mm 12Cr1MoVG厚壁无缝钢管的最佳热处理工艺为:淬火970℃×60min、水淬20s,回火750℃×150min。采用该热处理工艺后的产品组织为F+B,F、B组织的含
量比例分别为55%、45%。(2)新热处理工艺实现了12Cr1MoVG厚壁无缝钢管硬度的有效控制,经批量生产验证,产品硬度值为161~182HB,表面硬度
合格率达100%,且各项
机械性能
指标均满足标准要求。(余冶)
备注:数据仅供参考,不作为投资依据。