摘 要:某大口徑厚壁１２Cr１MoVG 鋼制高壓鍋爐管硬度偏高,采用硬度測試、力學(xué)性能試驗、 金相檢驗等方法對硬度偏高問題進(jìn)行了分析.結(jié)果表明:熱處理后的鋼管組織不均勻,導(dǎo)致鋼管的 力學(xué)性能不均勻,部分區(qū)域硬度不符合設(shè)計要求.根據(jù)電站機(jī)組特點,設(shè)計了正火后旋轉(zhuǎn)內(nèi)淋外噴 冷卻、正火后直接水冷和正火后“預(yù)冷＋水冷＋空冷”３種熱處理工藝方案,最終通過選用“預(yù)冷＋ 水冷＋空冷”工藝,將回火溫度和預(yù)冷時間控制在合理范圍,使鋼管硬度符合設(shè)計要求.
關(guān)鍵詞:大口徑厚壁鋼管;高壓鍋爐;熱處理;硬度
中圖分類號:TM６２１．２ 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:１００１Ｇ４０１２(２０１９)１１Ｇ０７４８Ｇ０５
１２Cr１MoVG 鋼是一種低合金耐熱鋼,具有較 高的持久強(qiáng)度和持久塑性、良好的抗氧化性能且無 熱脆傾向,主要用于制造電站鍋爐過熱器、集箱及鍋 爐主蒸汽管道部件等[１].電站鍋爐及管道大部分處 于高溫高壓等惡劣環(huán)境中,對其所用鋼材的力學(xué)性 能、顯微組織、晶粒尺寸等要求較高.１２Cr１MoVG 鋼在高壓鍋爐和超高壓鍋爐管中用量較大,分別占 到全部合金鋼管的８０％和３０％ [２].
某多規(guī)格大口徑厚壁１２Cr１MoVG 鋼制高壓鍋 爐管(外徑大于３８０mm,壁厚不小于７０mm)的表 面 硬 度 和 內(nèi) 部 硬 度 的 設(shè) 計 要 求 均 為 １４５ ~ １９０HBW,在生產(chǎn)過程中,連續(xù)出現(xiàn)多批次鋼管硬 度偏高的情況.筆者對出現(xiàn)問題的一批鋼管進(jìn)行系 統(tǒng)分析,并根據(jù)電站機(jī)組特點,設(shè)計了３種不同的熱 處理工藝,通過試驗在不同的熱處理工藝下分別取 樣分析,找出合理的硬度控制工藝方案,使鋼管硬度 符合設(shè)計要求.
１ 理化檢驗
１．１ 硬度測試
采用 King３０００型便攜式布氏硬度計分別在出 現(xiàn)問題的外徑為５４６mm、壁厚為９５mm 的鋼管的 頭端、中間、尾端的同一截面上,沿圓周方向３６０°在 六等分處進(jìn)行表面硬度測試,同時,對該鋼管的頭、 尾兩端按橫截面４個象限沿壁厚方向從外向內(nèi)每隔 １０mm 依次?。競€點進(jìn)行硬度測試[３],結(jié)果如表１ 和表２所示.可見鋼管部分區(qū)域的表面硬度和絕大 部分的內(nèi)部硬度都超過設(shè)計要求;頭、尾端內(nèi)部硬度 不同測試點差異不大,由此可排除鋼管在回火過程 由于擺放位置不同造成的硬度差異.頭端硬度分布 在１８０~２００HBW 范圍內(nèi),４個象限的硬度中均有 部分 超 出 了 設(shè) 計 要 求;尾 端 硬 度 分 布 在 １８４~ ２０８HBW 范圍內(nèi),其中第２,３象限有部分測試點的 硬度超過設(shè)計要求,而第１,４象限測試點的硬度全 部超過設(shè)計要求,說明鋼管沿壁厚和圓周方向的硬 度均存在較明顯差異.
