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Q345B钢环形锻件的力学性能

发布时间:2022/06/11 点击数:153

     Q345B钢为低合金高强度结构钢,此钢含碳量低,锰为主要强化元素,并加入少量的细化晶粒元素,焊接碳当量(CEV)<0.47。因为此钢价格低廉,焊接工艺性能良好,通过适当热处理后,钢的强韧性匹配优良,所以,在工程结构零件上(例如连接法兰)广泛采用此类钢种。

1.环形锻件技术要求

(1)锻件用钢的化学成分Q345B钢环形锻件用钢的化学成分应符合GB/T159I 2008《低合金高强度结构钢》技术标准的规定.

(2)锻件力学性能环件力学性能应符合常规的规定.

(3)锻件超声波检测检查锻件加工后应进行超声波检测检査,检查结果应符合JB/T4730.3_2005标准,单个缺陷等级2级合格.

2.环形锻件制造程序

     Q345B钢环形锻件,是采用直径390mm连铸圆坯,按工艺要求锯切下料后,在1200C温度下加热,于锻造液压机上开坯,再回炉加热,于辗环机上辗扩成形。锻件热处理后,进行力学性能试验。力学性能检测合格后的锻件,再进行最终机加工,并进行超声波检测、形状尺寸,表面质量,产品标识的最终检査。质量合格的产品,出具质量证明书,与产品实物同时发给客户。

3.环形锻件热处理及力学性能

(1)热处理装夹环形锻件的热处理,是在井式热处理炉或台车式热处理炉中进行加热,锻件之间要用垫铁支垫,垫铁之间间距不能太大,每层垫铁都应放置在同一直线上。垫铁面积需要大一些,放置底层垫铁面枳太小,在工件的加热状态下,承受上层过重的锻件重量,因为垫铁单位面积的压强过大,而被压人底层工件的金属中,形成大的凹痕,使锻件没有加工余量;而报废。环形锻件热处理装夹的原则是:保证锻件加热或冷却均勻,防止锻件变形,装卸方便。

(2)性能热处理Q345B钢环形锻件采用正火处理,正火温度为(910±10)TC,正火保温时间是根据工件有效厚度大小确定,保温时间系数选用1.0~1.2min/mm,保温时间系数x工件有效厚度=正火保温时间。锻件正火保温后,迅速把锻件吊人专用冷却风场,进行吹风喷雾冷却。为使锻件冷却均勻,锻件在冷却台上需要不停旋转,一直到冷却结束。这种冷却方式,对厚度>100mm Q345B钢环形锻件是非常重要的,否则,锻件的屈服强度与冲韧度就很难达到技术标准要求指标。

(3)锻件力学性能热处理后按图2规定截取理化忒料,按GB/T228、GB/T229标准规定,进行拉伸与冲击试验。

4.环形锻件热处理工艺试验

(1)正火+髙温回火工艺试验对Q345B钢环形锻件下,经过(600±10)补充回火后,锻件零度冲占吸收能量有很大的提髙。

(2)锻后余热控冷正火工艺试验Q345B钢环形锻件,在辗环机上辗扩成形后,锻件表面温度大于950°C,此时钢仍处于单相奥氏体状态,我们利用锻件锻后余热控冷正火,来替代锻件重新加热的正火处理,这样可以节约正火加热时能源消耗,缩短环形锻件产品生产周期。我们进行Q345B钢环形锻件锻后余热控冷正火的工艺性试验。试验数值可知,经过锻后余热控冷正火后,锻件的硬度和强度很高,而塑性、钿性很差,不能满足环形锻件技术标准规定的指标。

(3)锻后余热控冷正火+高温回火工艺试验我们利用工艺试验。

新加热正火工艺相比较,可以节约正火时高温加热的能源消耗,因为高温回火比正火的温度低,所消耗的能源较少。

5.环形锻件试制中出现的问题

(1)拉伸试样断口上白斑缺陷在Q345B钢环形锻件试制过程中,由于原材料不良,在进行拉伸试验时,在拉伸试样断口上发现2个银亮色的白斑缺陷,直径约2mm,使断面收缩率下降至约为正常值的二分之一。拉伸试样断口上的白斑缺陷。在试样拉伸过稈中,在拉应力的作用下,促使固溶氢析出聚集,产生氢脆断裂所致,氢脆断口在试样灰色的断面上.,呈银亮色圆形斑点,域于脆性t窄性变形的脆性断裂,在冲击诚样断口上没有发现这种A斑缺陷,因为在冲击载荷作用下,试样中固溶氢来不及聚集他'冲断。白斑缺陷产生的条件是:试样中固溶氢含量比较高,试样必须作缓慢的加荷速度下断裂。发现拉伸试样断口上出现白斑缺陷的锻件,可以采用冋火扩氢处理的方式,消除或减轻锻件中的氢含量,再重新做力学性能试验时,拉伸试样的断口上不再产生白斑缺陷,锻件的力学性能也恢复到正常值。

(2)锻件的缺口冲击吸收能缺低在Q345B钢环形锻件力学性能检测时,个别冲击试样零度缺口冲击吸收能量极低,锻件材料中非金属夹杂物含量也不高,经过金相观察发现,在冲击试样敁微组织中,呈现晶粒不均多种组织形态并存的现象,这是由于锻件用钢中的成分偏析,在连续冷却过程中形成的,经过高温回火后可以改善,使低温冲击韧度得到提高。

(3)利用锻后余热控冷正火关键核心技术是锻件锻后终冷温度的控制,锻件温度应在920—980°C之间,温度如果过高,锻件晶粒容易粗化;温度过低,容易产生过共析铁素体析出。锻后应迅速进行控速冷却,在冷却介质中的冷却时间需要严格控制,冷却参数需要通过试验来确定,否则,锻件的力学性能会出现较大的波动,特別是低温冲击韧度波动性史大。



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