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1、加氢反应器用2.25Cr-1Mo钢锻件的热处理张文辉张国利吕玉衡姜福顺李子凌任雪冬(第一重型机械集团公司,黑龙江161042)摘要本文通过解剖一只由28t钢锭锻制的2.25Cr-1Mo钢试验件,测试了锻件不同部位的组织、晶粒度和不同部位、不同方向的力学性能,研究了回火参数及奥氏体化后的冷却速度对力学性能的影响,讨论了化学成分、奥氏体化温度对力学性能的影响。最后用两个典型锻件的生产实例,证明了壁厚347mm以下的加氢反应器用2.25Cr-1Mo钢锻件的热处理工艺是可行的。关键词加氢反应器2.25Cr-1Mo钢锻件热处理HeatTr
2、eatmentof25Cr-1MoSteelForgingsUsedforHydrogenationReactionChamber2.ZhangWenhuiZhangGuoliLuYuhengJiangFushunLiZilingRenXuedongAbstractBasedondissectingatrialforgingsproducedfrom28t2.25Cr-1Mosteelingot,themicroscopicstructure,grainsizeandmechanicalpropertiesoftheforgin
3、gswastested.Thispaperhasstudiedtheinfluenceoftemperingparametersandcoolingrateafteraustenitizingonmechanicalpropertiesanddiscussedtheinfluenceofchemicalcomponentsandaustenitizetemperatureonmechanicalproperties.Finally,basedonthesuccessfulresultsintheproductionoftwoty
4、picalforgings.Itisshownthattheheattreatmentprocessispracticablefor2.25Cr-1Mosteelhydrogenationreactionchamberforgingswith347mmthicknessbelow.KeyWordsHydrogenationReactionChamber,2.25Cr-1MoSteel,HeatTreatmentofForgings脆性转变温度及回火脆化敏感性,成为衡量产品质量和技术水平、延长使用寿命的一个重要标志,也是热处理研究
5、和解决的主要问题。1前言热壁加氢反应器是石油化工工业的重要设备,由于它直接与高温、高压的氢及硫化氢等介质接触,所以采用抗高温蠕变、抗氢蚀能力强的2.25Cr-1Mo钢制造。由于加氢反应器的工作温度处于2.25Cr-1Mo钢产生回火脆性的温度范围内,在长期工作下材料会因回火脆化引起韧性恶化。因此,在保证2.25Cr-1Mo钢锻件具有较高强度的基础上,提高初始韧性、降低2试验程序及结果2.1制备试验件用精选的炉料在碱性电炉中冶炼、并采用出钢除气和真空碳脱氧的工艺浇注成一只28t钢锭。将这只热送锭加热到1220℃,在60MN自由锻水压
6、机上锻成筒形锻件,总锻比为4.7。大型铸锻件·11·锻件锻后经过正火加回火的预备热处理,再加工成尺寸如图1所示的试验件。试验件经淬火、初始回火和焊后热处理[总回火参数Pt=T(20+logt)10-3=20.9。其中,接加工成夏氏V型冲击试样,进行系列温度下的冲击试验(做出上、下平台);另一半试样按SOCAL公司第一号阶梯冷却曲线(如图2所示)进行脆化处理后再加工成夏氏V型冲击试样,进行系列温度下的冲击试验(做出上、下平台),将同一组试样所做的两条曲线做对比,测出阶梯冷却前、后在冲击功为54J处的转变温度的增量∃vTr54(脆化
7、度),结果见表21。无论是试验件的上部、下部,还是沿厚度方向的整个截面,得到的都是均匀的贝氏体组织。而且实际奥氏体晶粒度都在5.5～6.5级(按ASTME112标准评定)范围内,满足了晶粒度不低于5级的要求。2.3试验研究及结果T为温度(K)、t为时间(h),验。而后进行取样检回火参数(Pt)对力学性能的影响2.3.1图1试验件示意图对于结构钢来说,都存在随Pt的增大强度降低、塑性升高的趋势,2.25Cr-1Mo钢也不应例外,故本文主要研究Pt与阶梯冷却前、后的冲击韧性之间的关系。在焊后热处理之前,从试验件上端的3T/4处切取试
8、料,进行不同回火参数(总Pt=19.22～22.04)下的模拟焊后热处理。做阶梯冷却脆2.2检验试验件用机械加工的方法在试验件不同部位取样,分析化学成分、检验力学性能,检查金相组织及晶粒度。化学成分的分析结果列于表11。不同部位、不同方向的拉伸和冲击性能的检验结
