鍛件資訊
2021-03-17 17:05
壓力容器鍛件用鋼通常指大型和較大型鍛件用鋼，例如整體(或分片)鍛造的筒體、頂蓋、容器過渡段與裙座、封頭等承壓或非承壓鍛件，以及冷換設(shè)備、余(廢)熱鍋爐管板、管箱和頭蓋法蘭、設(shè)備凸緣、裝卸孔、人孔法蘭等較大型鍛件。大鍛件與小鍛件相比，由于鋼中碳、合金元素、雜質(zhì)物和氣體的偏析較大，一般存在機(jī)械性能的不均勻性(例如縱向和橫向、心部和表面機(jī)械性能差別)以及存在白點(diǎn)敏感性及回火脆性傾向，使鋼的塑性降低，可焊性變差。因此大鍛件的性能一般比同鋼號(hào)的小鍛件低，對于大鍛件宜選用回火脆性低的鋼種，鍛件回火后采用緩慢冷卻，以保持較低的殘余應(yīng)力。
低碳鋼(15、20號(hào)鋼)用作大鍛件時(shí)，強(qiáng)度與悴透性較低，屈服強(qiáng)度一般在295MPa以下，但塑性與韌性較高，切削加工和焊接性能良好，可耐急冷急熱和反復(fù)加熱、冷卻。絡(luò)鋼、鉻鉬鋼鍛件與硅錳類鋼鍛件相比，具有較好的韌性和冷熱加工性能，鋼中加入 Mo 可改善鋼的晶粒長大與回火脆性傾向，并進(jìn)一步提高淬透性與回火穩(wěn)定性，塑性和韌性指標(biāo)一般比 Si-Mn鋼鍛件高。
用于石油化工鍛造容器用鋼，壁厚一般在300mm 以下，通常可分為一般鍛造容器用鋼和抗氫鍛造容器用鋼兩類。前者是在沒有氫腐蝕和工作溫度不高的條件下使用，只用在30MPa、250℃以下，否則須采用合金鋼，并且對于需要焊接的容器中的筒體和封頭等，要求具有良好的焊接性能。對于超高壓鍛造容器，要求高強(qiáng)度、高屈強(qiáng)比和足夠韌性儲(chǔ)備、需采用抗拉強(qiáng)度為100kef/mm(980MPa)以上的材料制造，煉鋼時(shí)應(yīng)盡量去除 S、P、氣體和夾雜物，保證鋼的純凈度。
抗氫鍛造容器及鍛造零部件主要用于石油化工、煤化工中加氫裂化、加氫脫硫、煤液化等工藝的臨氫設(shè)備，工作壓力和工作溫度高。
大鍛件的生產(chǎn)工藝比較復(fù)雜，一般包括冶煉、鑄錠、鍛造、鍛后熱處理、粗加工、最后熱處理、半精加工和精加工等工序。鍛造應(yīng)保證鍛件心部能鍛透，使鋼錠內(nèi)部裂紋和疏松得到焊合并使組織均勻化，鍛造比通常在2.5-4范圍內(nèi)《大鋼錠可取大值)。由于大鍛件一般需要多次加熱、鍛造和各部變形不均勻，鍛造終了時(shí)往往得到粗大和不均勻的再結(jié)晶晶粒，為了保證具有良好的機(jī)械性能，獲得細(xì)小而均習(xí)的晶粒組織，必須進(jìn)行熱處理。
大鍛件的熱處理包括鍛后熱處理和最終熱處理。鍛后熱處理的目的是防止白點(diǎn)的產(chǎn)生，其次是提高化學(xué)成分的均勻性，細(xì)化與調(diào)整鍛件在鍛造過程中形成的粗大與不均勻組織，消除鍛造應(yīng)力，降低硬度，對于多數(shù)不需做最終熱處理的碳鋼和低合金鋼鍛件，還應(yīng)保證要求達(dá)到的機(jī)械性能。最終熱處理的目的是采用淬火或正火及隨后高溫回火的熱處理工藝，以獲得所要求的組織和性能。
大鍛件回火處理是為了消除或降低工件淬火或正火冷卻時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，得到穩(wěn)定的回火組織，提高綜合機(jī)械性能。此外，回火還能起到去氫作用，減少氫脆。大鍛件淬火后由于內(nèi)應(yīng)力很大，對于水淬、水淬油冷及其他重要鍛件必須及時(shí)回火處理，間隔時(shí)間一般不應(yīng)超過2-3h，以防開裂。對于截面較大的鍛件，回火裝爐溫度一般不大于350℃，回火溫度在530-660℃之間，總的保溫時(shí)間不應(yīng)少于4h，以使鍛件心部未轉(zhuǎn)變的奧氏體繼續(xù)分解，使過冷奧氏體得到充分轉(zhuǎn)變。
大鍛件回火后應(yīng)緩慢冷卻，為使殘余應(yīng)力盡量減少，冷卻速度宜控制在50-5℃/h范圍內(nèi)。鍛件內(nèi)的殘余應(yīng)力主要產(chǎn)生在400～450℃以上的冷卻過程中，當(dāng)冷卻到低于此溫度范圍時(shí)，鋼材處于彈性狀態(tài)，冷卻速度對殘余應(yīng)力影響不大，可以進(jìn)行空冷。對于較小鍛件，回火處理后一般只需空冷即可。而對于回火脆性傾向較大的重要鍛件，應(yīng)在引起脆性的區(qū)域快冷至350℃(水冷或油冷)，然后空冷，并在不引起回火脆性的溫度下(450℃)再進(jìn)行補(bǔ)充回火處理，以進(jìn)一步降低殘余應(yīng)力(一般可再降低50%左右)。
低碳鋼(15、20號(hào)鋼)用作大鍛件時(shí)，強(qiáng)度與悴透性較低，屈服強(qiáng)度一般在295MPa以下，但塑性與韌性較高，切削加工和焊接性能良好，可耐急冷急熱和反復(fù)加熱、冷卻。絡(luò)鋼、鉻鉬鋼鍛件與硅錳類鋼鍛件相比，具有較好的韌性和冷熱加工性能，鋼中加入 Mo 可改善鋼的晶粒長大與回火脆性傾向，并進(jìn)一步提高淬透性與回火穩(wěn)定性，塑性和韌性指標(biāo)一般比 Si-Mn鋼鍛件高。
用于石油化工鍛造容器用鋼，壁厚一般在300mm 以下，通常可分為一般鍛造容器用鋼和抗氫鍛造容器用鋼兩類。前者是在沒有氫腐蝕和工作溫度不高的條件下使用，只用在30MPa、250℃以下，否則須采用合金鋼，并且對于需要焊接的容器中的筒體和封頭等，要求具有良好的焊接性能。對于超高壓鍛造容器，要求高強(qiáng)度、高屈強(qiáng)比和足夠韌性儲(chǔ)備、需采用抗拉強(qiáng)度為100kef/mm(980MPa)以上的材料制造，煉鋼時(shí)應(yīng)盡量去除 S、P、氣體和夾雜物，保證鋼的純凈度。
抗氫鍛造容器及鍛造零部件主要用于石油化工、煤化工中加氫裂化、加氫脫硫、煤液化等工藝的臨氫設(shè)備，工作壓力和工作溫度高。
大鍛件的熱處理包括鍛后熱處理和最終熱處理。鍛后熱處理的目的是防止白點(diǎn)的產(chǎn)生，其次是提高化學(xué)成分的均勻性，細(xì)化與調(diào)整鍛件在鍛造過程中形成的粗大與不均勻組織，消除鍛造應(yīng)力，降低硬度，對于多數(shù)不需做最終熱處理的碳鋼和低合金鋼鍛件，還應(yīng)保證要求達(dá)到的機(jī)械性能。最終熱處理的目的是采用淬火或正火及隨后高溫回火的熱處理工藝，以獲得所要求的組織和性能。
大鍛件回火處理是為了消除或降低工件淬火或正火冷卻時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，得到穩(wěn)定的回火組織，提高綜合機(jī)械性能。此外，回火還能起到去氫作用，減少氫脆。大鍛件淬火后由于內(nèi)應(yīng)力很大，對于水淬、水淬油冷及其他重要鍛件必須及時(shí)回火處理，間隔時(shí)間一般不應(yīng)超過2-3h，以防開裂。對于截面較大的鍛件，回火裝爐溫度一般不大于350℃，回火溫度在530-660℃之間，總的保溫時(shí)間不應(yīng)少于4h，以使鍛件心部未轉(zhuǎn)變的奧氏體繼續(xù)分解，使過冷奧氏體得到充分轉(zhuǎn)變。
