对SA-182 F92锻造圆钢与热处理的研究
随着电站锅炉由小型低温向大型高温机组的转变研发高温高压合金材料迫在眉睫。耐高温rMo型钢
SA-182F92的研制成功弥补了工况在650℃高温材料选用空白的缺陷。该材料广泛应用于100MW、300M、600MW超临界及1000MW超超临界锅炉的再热器、过热器集箱主蒸汽管道和堵阀等使用温度一般在650℃左右。但在国内该材料的锻热处理至今还没有一套成熟的工艺。为了攻克这一难关我司对SA-182F92进行不断地摸索和试验成功制定出一套锻造和热处理工艺使其交检合格率达95%以上。
ASME规范要求F92钢热处理工艺为“正火空冷加回火”。经实验小型锻件应用此工艺能满足技术要求但当锻件的公称厚度d≥100mm时热处理后的组织和性能较难符合技术条件。为此我们更改思路不断地摸索与实验将工艺改定为“正火水冷加回火”目的是加快正火冷却速度利于大型锻件的心部组织充分转变成马氏体使回火后的组织性能满足设计要求。
(一) SA-182F92锻件的要求 表 1 SA-182 F92机械性能要求
DG1110-2007标准是东锅股份公司根据锅炉设计要求制定的增加了冲击功规定了硬度下限值。为了让该材料得到广泛应用特选取DG1110-2007为验收标准。
(二)
07年F92锻件问题汇总
机 性 验收标准 Rel(Mpa)≥ Rm(Mpa)≥ A(%)≥
Z(%)≥ Akv≥ HB DG1110-2007 440 620 20 45 27 187-269 SA-182 440 620
20 45
≤269 机
性 样号 组织 Rel ≥ Rm≥ A(%)≥ Z(%)≥ Akv≥ HB 晶粒度 标准 440 620 20
45 27 187-269
(三) 锻造工艺的研究
为了满足**终产品的综合机械性能、焊接性能及无损探伤的要求必须对其锻造工艺进行严格控制。包括锻造比y≥2.5、始锻温度、终锻温度、锻后冷却方式
由图
6可得锻后正火+回火基体组织都为保持马氏体位向分布的粗大回火索氏体其上有颗粒状铁素体白色呈带状分布。图d粗大针状更趋明显索氏体中碳化物颗粒清晰晶界明显图b看不见晶界和晶粒图a和图d的晶粒大小差不多。由此可知水冷、油冷、空冷经回火后的基体组织都是回火索氏体碳化物均匀分布在基体和晶界上所以这三种冷却方式的钢在公称厚度较小时综合机械性能相差不大。对于DN≥100mm的大型锻件采用空冷不仅无法使心部冷透而且延长实际生产流水作业的周期因此我们更改冷却方式为“先空冷避免冷速过快引起裂纹至600℃~800℃再水冷水冷却能力大经济实惠。经实践这套工艺大大提高了大型锻件的一次合格率。
4. 回火温度
因为锅炉锻件产品的后续工序里有焊接工序焊后退火温度规定为760℃为保证焊退工序不影响锻件的组织和综合性能可将回火温度制定为780℃。
综上所述制定SA-182F92热处理工艺规范为 DN<100mm正火1060℃+回火780℃晶相组织为回火索氏体。
DN>100mm正火1060℃空冷至600℃避免575℃的回火脆性水冷回火780℃。晶相组织为回火索氏体。 (五)
结论 综合所有的试验我公司对SA-182F92制定出一套切实可行的锻热处理工艺。
3. 国内各超临界超超临界阀门厂锻件
电厂急需的各种配件
综上可知我公司关于SA-182F92的锻造与热处理后机械性能完全能够满足ASME标准要求。在实际应用中质量也很稳定。
(七) 结束语
通过我们长期对SA-182F92这种高合金钢的锻造和热处理试验与摸索制定了成熟的锻造和热处理工艺我国的锻造和热处理技术已达到国际通用ASME标准要求填补了国内空白实现高性能材料的国产化进程满足国内市场的需求。
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