214Cr1Mo14V钢厚壁锻件性能热处理的研究
钟建伟,崔然中国第一重型机械集团公司核电石化事业部,大连,116113
摘要:对214Cr1Mo14V钢的性能热处理工艺进行总结,归纳出常用工艺参数,并指出实际生产时应注意的问题。关键词:214Cr1Mo14V钢;性能热处理
1前言
高温临氢条件下的压力容器用钢,以CrMo系钢为主被广泛地使用着,它们具有容器所需要的常温和高温<500℃强度,良好的初期韧性和低的回火脆性倾向,以及优越的抗氢腐蚀和抗氢脆性能。各种CrMo钢中,214Cr1Mo钢在石油炼制的催化裂解、加氢、重整及核反应堆等高温高压临氢容器上应用越来越广。随着压力容器向大型化发展,壁厚的增加,对压力容器用钢提出了更好的要求,为此,具有更高强度,更高韧性和更好抗氢性的214Cr1Mo14V钢逐渐运用于厚壁加氢反应器。
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214Cr1Mo14V钢厚壁锻件性能热处理
厚壁容器材料的各种性能主要靠钢中加入C和合金元素来保证,一旦化学成分确定之
后,热处理则起决定性作用,特别是对厚截面钢件的韧性,合理的热处理制度可以满足相应的性能指标。在214Cr1Mo钢中添加025的V,可显著改善钢的耐氢侵蚀性,这是因为强碳化物V元素与C形成的稳定的碳化物改善了耐氢侵蚀性,而通过V的微细化增加了氢的格栅部位,来抑制氢脆化。厚壁加氢用锻板锻造后经多次正回火细化奥氏体晶粒后,锻板随后在9501000℃进行热成形。成形后的封头进行调质性能热处理。21奥氏体化温度的选择214Cr1Mo14V钢的奥氏体晶粒开始长大温度约为960℃,高于1000℃后晶粒尺寸会迅速增大,因此一般选择870950℃进行奥氏体化。通常选择940℃作为214Cr1Mo14V钢的淬火的温度。为了提高厚壁锻件的淬透性而提高奥氏体化温度,其结果会增加材料的抗拉强度,而对其回火脆性无任何大的改变。不能用提高淬火温度来减少厚壁锻件转变后铁素体的含量,因为那样会使晶粒尺寸变大,钢的韧性降低。22淬火的冷却奥氏体化后的冷却速度越大,获得冲击韧性最大值的回火条件越向高温和长时间发展,而且冲击韧性的水平也有提高。当采用水中淬火时,按照锻件壁厚选择冷却时间,规定对冷
f却水要用循环水,工件淬火前水温不超过18℃,出水后水温不超过35℃,且工件从出炉到入水的时间应控制在3mi
之内,否则空冷,重新热处理。实际生产时,厂家通常加入冰块保证水温,如图1所示。
图1淬火时水槽准备
封头淬火时,应注意封头底部的冷却效果,宜采用封头大端朝下如图2所示,必要时采用螺旋搅拌或喷r