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，以及冷換設備、余(廢)熱鍋爐管板、管箱和頭蓋法蘭、設備凸緣、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、雜質物和氣體的偏析較大，一般存在機械性能的不均勻性(例如縱向和橫向、心部和表面機械性能差別)以及存在白點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力。
低碳鋼(15、20號鋼)用作大鍛件時，強度與悴透性較低，屈服強度一般在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加熱、冷卻。絡鋼、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，并進一步提高淬透性與回火穩定性，塑性和韌性指標一般比 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，要求高強度、高屈強比和足夠韌性儲備、需采用抗拉強度為100kef/mm(980MPa)以上的材料制造，煉鋼時應盡量去除 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備，工作壓力和工作溫度高。
大鍛件的生產工藝比較復雜，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。鍛造應保證鍛件心部能鍛透，使鋼錠內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《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，鍛造終了時往往得到粗大和不均勻的再結晶晶粒，為了保證具有良好的機械性能，獲得細小而均習的晶粒組織，必須進行熱處理。
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的產生，其次是提高化學成分的均勻性，細化與調整鍛件在鍛造過程中形成的粗大與不均勻組織，消除鍛造應力，降低硬度，對于多數不需做最終熱處理的碳鋼和低合金鋼鍛件，還應保證要求達到的機械性能。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產生的內應力，得到穩定的回火組織，提高綜合機械性能。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應力很大，對于水淬、水淬油冷及其他重要鍛件必須及時回火處理，間隔時間一般不應超過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，總的保溫時間不應少于4h，以使鍛件心部未轉變的奧氏體繼續分解，使過冷奧氏體得到充分轉變。
大鍛件回火后應緩慢冷卻，為使殘余應力盡量減少，冷卻速度宜控制在50-5℃/h范圍內。鍛件內的殘余應力主要產生在400～450℃以上的冷卻過程中，當冷卻到低于此溫度范圍時，鋼材處于彈性狀態，冷卻速度對殘余應力影響不大，可以進行空冷。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，應在引起脆性的區域快冷至350℃(水冷或油冷)，然后空冷，并在不引起回火脆性的溫度下(450℃)再進行補充回火處理，以進一步降低殘余應力(一般可再降低50%左右)。
低碳鋼(15、20號鋼)用作大鍛件時，強度與悴透性較低，屈服強度一般在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加熱、冷卻。絡鋼、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，并進一步提高淬透性與回火穩定性，塑性和韌性指標一般比 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，要求高強度、高屈強比和足夠韌性儲備、需采用抗拉強度為100kef/mm(980MPa)以上的材料制造，煉鋼時應盡量去除 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的產生，其次是提高化學成分的均勻性，細化與調整鍛件在鍛造過程中形成的粗大與不均勻組織，消除鍛造應力，降低硬度，對于多數不需做最終熱處理的碳鋼和低合金鋼鍛件，還應保證要求達到的機械性能。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產生的內應力，得到穩定的回火組織，提高綜合機械性能。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應力很大，對于水淬、水淬油冷及其他重要鍛件必須及時回火處理，間隔時間一般不應超過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，總的保溫時間不應少于4h，以使鍛件心部未轉變的奧氏體繼續分解，使過冷奧氏體得到充分轉變。
