1目前,石化企業對低溫鋼的需求日益增加。LCB鋼是一種常見的用于低溫閥門的碳鋼材料,適用于-46~345℃的環境中。普通碳鋼在低溫工況下冷脆現象十分嚴重,使用溫度僅到-50℃。
但有些LCB低溫閥門要求在-50℃的溫度下,低溫AKV值仍要滿足ASTMA352的要求。對于低溫閥門用鋼,主要以低溫沖擊值作為驗收依據。為了擴大LCB鋼閥門的適用性,對熱處理工藝進行了試驗研究。
2 低溫閥門化學成分;LCB鋼屬于鐵素體型鋼,其韌性較好。對于LCB鋼中的殘余元素,應加以控制。由于LCB鋼中C含量較低,添加一定量的Cr、Mo、Ni元素利于穩定鋼組織中的奧氏體并增加淬火后組織中的殘余奧氏體。微量的Mo既可以細化晶粒,又可以固溶強化鐵素體基體。Ni既能提高鋼的強度,又使塑性和韌性得到提高,有效降低韌性-脆性轉變溫度,從而提高了低溫沖擊韌性。Cr和Mo還能有效降低鋼的過熱傾向。
3 低溫閥門試樣;試樣鋼采用250kg的中頻爐進行熔煉,直接澆入基爾試棒鑄型中,然后對澆注出的試樣進行取樣,經GS-1000型OBLF直讀光譜儀分析,成分在控制范圍內。
3.1 熱處理低溫閥門工藝;目前,大多數廠家對LCB鋼的熱處理采用正火+回火或者淬火+回火的方式,但選取的正火溫度與淬火溫度相同,均為910±10℃。在這個溫度下正火處理過的試樣強度勉強合格,但是低溫沖擊韌性往往不符合標準要求,即使達標其平均值也是很低?紤]到低碳鋼正火可作為淬火前的預備熱處理,在不產生過熱組織的前提下,適當提高正火溫度可以消除應力、細化組織、改善切削加工性能,故本次試驗采用3種不同的方案對LCB鋼進行熱處理。
1)正火+回火。即940℃±10℃保溫適當時間后出爐空冷,隨即加熱到650℃±10℃,保溫適當時間后出爐空冷。
2)淬火+回火。即910℃±10℃保溫適當時間后水淬,然后加熱到650℃±10℃,保溫適當時間后出爐空冷。
3)低溫閥門正火+淬火+回火。即先在940℃±10℃保溫適當時間后出爐空冷,然后在910℃±10℃保溫適當時間后水淬,最后加熱到650℃±10℃,保溫適當時間后出爐空冷。
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China(Guangzhou)Int’l Heat Treatment, Industrial Furnace Exhibition
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