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隨著電站鍋爐由小型低溫向大型高溫機(jī)組的轉(zhuǎn)變研發(fā)高溫高壓合金材料迫在眉睫。耐高溫圓鋼rMo型鋼 SA-182F92合金鋼的研制成功彌補(bǔ)了工況在650℃高溫材料選用空白的缺陷。該材料廣泛應(yīng)用于100MW、300M、600MW超臨界及1000MW超超臨界鍋爐的再熱器、過(guò)熱器集箱主蒸汽管道和堵閥等使用溫度一般在650℃左右。但在國(guó)內(nèi)該材料的鍛熱處理至今還沒(méi)有一套成熟的工藝。為了攻克這一難關(guān)我司對(duì)SA-182F92進(jìn)行不斷地摸索和試驗(yàn)成功制定出一套鍛造和熱處理工藝使其交檢合格率達(dá)95%以上。 ASME規(guī)范要求F92鋼熱處理工藝為“正火空冷加回火”。經(jīng)實(shí)驗(yàn)小型鍛件應(yīng)用此工藝能滿足技術(shù)要求但當(dāng)鍛件的公稱厚度d≥100mm時(shí)熱處理后的組織和性能較難符合技術(shù)條件。為此我們更改思路不斷地摸索與實(shí)驗(yàn)將工藝改定為“正火水冷加回火”目的是加快正火冷卻速度利于大型鍛件的心部組織充分轉(zhuǎn)變成馬氏體使回火后的組織性能滿足設(shè)計(jì)要求。 (一) SA-182F92鍛件的要求 表 1 SA-182 F92機(jī)械性能要求 DG1110-2007標(biāo)準(zhǔn)是東鍋股份公司根據(jù)鍋爐設(shè)計(jì)要求制定的增加了沖擊功規(guī)定了硬度下限值。為了讓該材料得到廣泛應(yīng)用特選取DG1110-2007為驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。 (二) 07年F92鍛件問(wèn)題匯總
機(jī) 性 驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn) Rel(Mpa)≥ Rm(Mpa)≥ A(%)≥ Z(%)≥ Akv≥ HB DG1110-2007 440 620 20 45 27 187-269 SA-182 440 620 20 45 ≤269 機(jī) 性 樣號(hào) 組織 Rel ≥ Rm≥ A(%)≥ Z(%)≥ Akv≥ HB 晶粒度 標(biāo)準(zhǔn) 440 620 20 45 27 187-269
(三) 鍛造工藝的研究 為了滿足最終產(chǎn)品的綜合機(jī)械性能、焊接性能及無(wú)損探傷的要求必須對(duì)其鍛造工藝進(jìn)行嚴(yán)格控制。包括鍛造比y≥2.5、始鍛溫度、終鍛溫度、鍛后冷卻方式
由圖 6可得鍛后正火+回火基體組織都為保持馬氏體位向分布的粗大回火索氏體其上有顆粒狀鐵素體白色呈帶狀分布。圖d粗大針狀更趨明顯索氏體中碳化物顆粒清晰晶界明顯圖b看不見晶界和晶粒圖a和圖d的晶粒大小差不多。由此可知水冷、油冷、空冷經(jīng)回火后的基體組織都是回火索氏體碳化物均勻分布在基體和晶界上所以這三種冷卻方式的鋼在公稱厚度較小時(shí)綜合機(jī)械性能相差不大。對(duì)于DN≥100mm的大型鍛件采用空冷不僅無(wú)法使心部冷透而且延長(zhǎng)實(shí)際生產(chǎn)流水作業(yè)的周期因此我們更改冷卻方式為“先空冷避免冷速過(guò)快引起裂紋至600℃~800℃再水冷水冷卻能力大經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。經(jīng)實(shí)踐這套工藝大大提高了大型鍛件的一次合格率。 4. 回火溫度 因?yàn)殄仩t鍛件產(chǎn)品的后續(xù)工序里有焊接工序焊后退火溫度規(guī)定為760℃為保證焊退工序不影響鍛件的組織和綜合性能可將回火溫度制定為780℃。 綜上所述制定SA-182F92熱處理工藝規(guī)范為 DN<100mm正火1060℃+回火780℃晶相組織為回火索氏體。 DN>100mm正火1060℃空冷至600℃避免575℃的回火脆性水冷回火780℃。晶相組織為回火索氏體。 (五) 結(jié)論 綜合所有的試驗(yàn)我公司對(duì)SA-182F92制定出一套切實(shí)可行的鍛熱處理工藝。
3. 國(guó)內(nèi)各超臨界超超臨界閥門廠鍛件
電廠急需的各種配件 綜上可知我公司關(guān)于SA-182F92的鍛造與熱處理后機(jī)械性能完全能夠滿足ASME標(biāo)準(zhǔn)要求。在實(shí)際應(yīng)用中質(zhì)量也很穩(wěn)定。
(七) 結(jié)束語(yǔ) 通過(guò)我們長(zhǎng)期對(duì)SA-182F92這種高合金鋼的鍛造和熱處理試驗(yàn)與摸索制定了成熟的鍛造和熱處理工藝我國(guó)的鍛造和熱處理技術(shù)已達(dá)到國(guó)際通用ASME標(biāo)準(zhǔn)要求填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白實(shí)現(xiàn)高性能材料的國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求。 |
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