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一种G18CrMo2-6的回火工艺

阅读:522发布:2020-05-19

专利汇可以提供一种G18CrMo2-6的回火工艺专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及 钢 铁 热处理 领域,具体为一种G18CrMo2-6钢的回火工艺,解决了G18CrMo2-6钢不同回火热处理制度下造成材料冲击韧性差及 波动 的问题。具体步骤如下:1)把已经进行过正火热处理的G18CrMo2-6钢以一定加热速度加热到Ac1以下某一 温度 进行不同保温时间回火热处理,进行夏比V口冲击试验,取得试验数据;2)将试验数据代入回火参数公式进行计算,绘制回火参数与冲击值对应曲线;3)根据回火参数曲线上的最佳值来制定合理的热处理工艺。本发明根据G18CrMo2-6钢的回火参数公式来制定热处理工艺,避免了设计错误,对回火工艺的设计更为合理,设计结果科学,规范。,下面是一种G18CrMo2-6的回火工艺专利的具体信息内容。

1.一种G18CrMo2-6的回火工艺,其特征在于,根据回火参数HP值来控制回火过程,使G18CrMo2-6钢冲击值达到最佳值,其具体步骤如下:
1)将已经进行过正火热处理的G18CrMo2-6钢,以一定加热速度Vh加热到Ac1以下某一温度T进行不同保温时间t的回火热处理,并以一定冷却速度Vc冷却到室温;进行夏比V口冲击试验,取得试样数据;
所述步骤1)中,将已经进行过正火热处理的G18CrMo2-6钢,以加热速度Vh=20~
100℃/h,加热到Ac1以下20~100℃保温时间1~10h,并以冷却速度Vc=20~100℃/h,冷却到室温;
2)将回火热处理试验工艺参数代入以下回火参数公式进行计算,并绘制回火参数HP值与冲击值对应曲线;
其中,HP代表回火参数;T代表保温温度,℃;t代表保温时间,h;Vh代表加热速度,℃/h;Vc代表冷却速度,℃/h;
3)根据回火参数曲线上最佳值来计算选择工艺参数,选择合理的热处理工艺参数;
所述步骤3)中,回火参数上的最佳值是指冲击韧性最大时对应的HP值。
2.按照权利要求1所述的G18CrMo2-6钢的回火工艺,其特征在于:所述步骤1)中,G18CrMo2-6钢是指含量0.15%~0.25%,铬含量0.5%~3%,钼含量0.5%~1.5%的低碳低合金钢。
3.按照权利要求1所述的G18CrMo2-6钢的回火工艺,其特征在于:所述步骤1)中,夏比V口冲击试验在室温下进行。

说明书全文

一种G18CrMo2-6的回火工艺

技术领域

[0001] 本发明涉及钢热处理领域,具体为一种G18CrMo2-6钢的回火工艺,在制定回火热处理工艺时,确定回火加热速度、保温温度、保温时间、冷却速度的方法,使G18CrMo2-6钢的冲击韧性在不同工艺时均达到最佳。

背景技术

[0002] G18CrMo2-6钢是一种具有高强度、高塑性和高韧性的结构钢,是容器常用钢之一,广泛应用于火力发电厂锅炉汽轮机燃气轮机铸件的制造,如汽轮机主汽、汽缸、隔板以及锅炉阀壳等。
[0003] G18CrMo2-6钢成分中含量低,合金含量低,淬透性较差,奥氏体化后,正火条件下获得的是铁素体+贝氏体或贝氏体组织,在实际生产中,G18CrMo2-6钢压力容器通常采用的热处理工艺为正火+高温回火工艺。为了保证较高的强度,同时防止原奥氏体晶粒粗大,以获得良好的塑韧性,正火工艺一般选择在Ac3+(40~80)℃之间保温一段时间强冷却,随后在650℃~710℃高温回火。但是,在回火过程中加热速度、冷却速度没有明确的制定方案,保温时间则采用传统的25mm/h,这种热处理工艺条件下,贝氏体中碳化物颗粒往往会发生异常长大,从而导致G18CrMo2-6钢的冲击韧性变差。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种G18CrMo2-6钢的回火工艺,解决了热处理过程中碳化物颗粒异常长大,从而导致性能不均匀的问题。
[0005] 本发明的技术方案是:
[0006] 一种G18CrMo2-6钢的回火工艺,根据回火参数HP值来控制回火过程,使G18CrMo2-6钢冲击值达到最佳值,其具体步骤如下:
[0007] 1)将已经进行过正火热处理的G18CrMo2-6钢,以一定加热速度Vh加热到Ac1以下某一温度T进行不同保温时间t的回火热处理,并以一定冷速速度Vc冷却到室温;进行夏比V口冲击试验,取得试样数据;
[0008] 2)将回火热处理试验工艺参数代入以下回火参数公式进行计算,并绘制回火参数HP值与冲击值对应曲线;
[0009]
[0010] 其中,HP代表回火参数;T代表保温温度,℃;t代表保温时间,h;Vh代表加热速度,℃/h;Vc代表冷却速度,℃/h;
[0011] 3)根据回火参数曲线上最佳值来计算选择工艺参数,选择合理的热处理工艺参数。
[0012] 所述步骤1)中,将已经进行过正火热处理的G18CrMo2-6钢,以加热速度Vh=20-100℃/h,加热到Ac1以下20~100℃保温时间1~10h,并以冷却速度Vc=20~100℃/h,冷却到室温。
[0013] 所述步骤1)中,G18CrMo2-6钢是指碳含量0.15%~0.25%,铬含量0.5%~3%,钼含量0.5%~1.5%的低碳低合金钢
[0014] 所述步骤1)中,夏比V口冲击试验在室温下进行。
[0015] 所述步骤3)中,回火参数上的最佳值是指冲击韧性最大时对应的HP值。
[0016] 本发明针对G18CrMo2-6钢,设计了回火参数公式:
[0017]
[0018] 该回火参数公式是考虑到G18CrMo2-6钢在回火过程中碳化物的变化过程,结合经典钢铁材料材料寿命预测公式:-3
[0019] HP=T(+273)(20+logt)*10
[0020] 将其应用到回火热处理领域,同时由于实际生产中大件加热及冷却速度很慢,势必对对保温时间有一定的影响,因此,对加热速度及冷却速度多组数据进行归纳,分析总结,提出了回火参数公式。
[0021] 本发明中,Ac1是指材料在加热过程中开始形成(转变)奥氏体的温度。
[0022] 本发明的有益效果为:
[0023] 1、现有回火工艺通常采用较慢的加热速度加热到650℃~710℃,按照材料壁厚采用25mm/h来保温,保温后随炉冷却到室温。这种工艺极易导致碳化物异常长大,尽管能获得所需的强度及塑性,但G18CrMo2-6钢的冲击韧性很差,综合力学性能不理想。本发明根据G18CrMo2-6钢在热处理过程中微观组织及析出相的变化特征,在回火工艺设计是通过试验与回火参数公式相结合,制定合理的回火热处理工艺,最终获得的组织中碳化物细小、弥散。这种新型的热处理工艺与现有技术相比,在保证G18CrMo2-6钢强度和塑性的前提下,具有良好的冲击韧性,获得非常良好的冲击力学性能。
[0024] 2、本发明制定G18CrMo2-6钢的回火工艺的方法,根据G18CrMo2-6钢热处理过程中微观组织演变特征,对G18CrMo2-6钢采用回火参数公式来设计热处理制度,从加热速度、保温温度、保温时间、冷却速度全方面来制定热处理工艺,成功解决了回火过程中碳化物长大引起的冲击韧性较差的问题,这种方法根据G18CrMo2-6钢的回火参数公式来制定热处理工艺,避免了设计错误,对回火工艺的设计更为合理,设计结果科学,规范。附图说明
[0025] 图1为实施例中回火参数HP与冲击值对应曲线。

具体实施方式

[0026] 本发明G18CrMo2-6钢的回火工艺,步骤如下:1)把已经进行过正火热处理的G18CrMo2-6钢以一定加热速度加热到Ac1以下某一温度进行不同保温时间回火热处理,进行夏比V口冲击试验,取得试验数据;2)将试验数据代入回火参数公式进行计算,绘制回火参数与冲击值对应曲线;3)根据回火参数曲线上的最佳值来制定合理的热处理工艺。
[0027] 下面结合实施例对本发明的实施例作详细说明。
[0028] 实施例1
[0029] 本实施例中,G18CrMo2-6钢选用材料G18CrMo2-6,其化学成分见表1:
[0030] 表1,核电高压缸G18CrMo2-6的化学成分(质量分数,%)
[0031]元素 C Si Mn P S Cu
成分规范 0.15~0.20 0.20~0.60 0.50~0.90 ≤0.025 ≤0.025 ≤0.50元素 Cr Mo Ni V Fe -
成分规范 0.40~0.65 0.45~0.70 0.30~0.50 ≤0.04 bal. -
[0032] 1)将已经进行过正火热处理的G18CrMo2-6钢G18CrMo2-6以加热速度50℃/h加热到660℃进行保温2h、4h、6h、8h、10h回火热处理,并以一定冷却速度50℃/h冷却到室温。进行夏比V口室温冲击试验,取得试验数据见表2:
[0033] 表2,660℃回火后核电高压缸G18CrMo2-6的冲击试验数据
[0034]回火保温时间(h) 6 12 18 24 30
冲击值AKv(J) 40 53 90 71 56
HP值 19.09 19.34 19.49 19.60 19.69
[0035] 2)将热处理试验工艺参数代入以下回火参数公式进行计算:
[0036]
[0037] 其中,HP代表回火参数;T代表回火保温温度(℃);T(+273)代表回火保温绝对温度(K);t代表保温时间(h);Vh代表加热速度(℃/h);Vc代表冷却速度(℃/h)。
[0038] 绘制回火参数HP与冲击值对应曲线,HP值见表2,回火参数HP与冲击值对应曲线见图1。
[0039] 3)如图1所示,根据回火参数曲线上最佳值19.49,回火温度选用680℃,加热速度选用50℃/h,冷却速度选用50℃/h冷却到室温,根据计算,保温时间选用6h,对试样进行夏比V口冲击试验,冲击值为87J,与660℃回火保温18h结果基本相同。
[0040] 实施例结果表明,本发明方法根据G18CrMo2-6钢热处理过程中微观组织的变化特征,利用回火参数公式来设计回火热处理工艺,避免了碳化物的异常长大,实现了冲击力学性能的最佳化,设计结果科学,规范,解决了G18CrMo2-6钢不同回火热处理制度下造成材料冲击韧性差及波动的问题。
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