热处理工艺对12cr1movg厚壁无缝钢管表面硬度的影响 | 法钢特种钢材(上海)有限公司-凯发体育官网

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)。

无缝钢管

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×45mm12cr1movg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。

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