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不锈钢0Cr15Ni5Cu3Nb锻件机械性能的影响

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-12-28  浏览次数:18 选择视力保护色:

[摘要]  中国高空车租赁网编辑部获悉:多孔不锈钢过滤器在化工、制药、饮食等行业已被广泛使用11.过滤管与致密法兰的焊接是生产不锈钢

  中国高空车租赁网编辑部获悉:多孔不锈钢过滤器在化工、制药、饮食等行业已被广泛使用11.过滤管与致密法兰的焊接是生产不锈钢过滤器的重要工序。现今国内大多数过滤管生产厂家采用的焊接工艺,只要求焊缝外表面无缺陷,外表美观,这样的焊缝强度可以满足使用要求。但在过滤环境要求严格的情况下(如生产己内酰胺),像过滤介质有中强腐蚀性或过滤介质对过滤元件有反复冲击和震荡,这时过滤器和法兰的焊缝若有较大的热影响区(特别是在多孔基体上)或因未焊透而产生的管与法兰的配合间隙,都会影响过滤管的使用寿命。为了提高焊缝的机械强度、疲劳强度和耐腐蚀性能,寻求获得全焊透焊缝及较小的热影响区的焊接工艺是一个重要途径。本文采用不同的工艺参数和接口方式,对此工艺进行了研究。
  
  压机上锻制成型de锻件机M后锻件的CPub件达级水平1.rightsreserved.上改进、发展起来的马氏体沉淀硬化不锈钢,钢的铬、铜含量较后者调低,而镍含量略有提高,使得钢淬火后可以获得全马氏体,从而克服了1―4PH钢由于在组织中存在约10%的D铁素体而造成塑韧性下降的缺点。
  
  0Cr15Ni5Cu3Nb的突出优点是具有高的横向韧性和良好的可锻性,其耐蚀性与0Cr17Ni4Cu4Nb相当,主要用于既要求具有高强度、良好韧性,又要求具有优良耐蚀性的使用环境,如高强度锻件、具有良好耐蚀性的高压系统阀门部件、飞机部件等。
  
  1锻件的生产工艺的冶炼工艺,其中A0D冶炼的电极棒直径为420mm,经电渣重熔冶炼成四00mm的电渣锭,在采用AOD二次精炼,可以大大提高钢的纯洁度,电渣重熔可以进一步降低钢中的气体含量,报道,对于AOD和VOD冶炼的电极棒,采用电渣重熔可以使钢的氧含量达到30x10-6的水平。而且,电渣锭在顶部大功率高温电渣加热、底部强制水冷,使之具有很陡的温度梯度的条件下,边精炼边凝固,凝固收缩可以源源不断地得到电极金属的补充,枝晶间距小,因此,组织致密,成分均匀,夹杂物分布弥散。
  
  为了保证锻件的高性能及组织和性能的高均匀性,在锻造过程中采用了镦粗、拔长的工艺,保证锻件具有较高的锻造比,经以上工艺生产的锻件,通过了严格的高低倍及探伤检验,其所有低倍组织检验均小于0.5级,所有类型夹杂物均小于1.0级,锻件组织细小均匀,经过JB4730检验,锻锻制后的锻件经1 040°C固溶、油淬,在距锻同的热处理,测试其机械性能,进行试验研究。锻件外圆及端面25mm处切取试样环,分别进行不件的化学成分见表
  
  马氏体沉淀硬化不锈钢0Q"15M5Cu3Nb锻件的化学成分/锻件尺寸/mm标准要求2试验结果及分析讨论2.1工件尺寸对0Cr15Ni5Cu3Nb机械性能的影响在经过固溶油淬、尺寸(mm)为¢1相应的部位切取取样环,在取样环上取样,分别进行相同的回火处理,对比二者的机械性能,考察尺寸因素对0Cr15Ni5Cu3Nb大型锻件机械性能影响,回火制度为:550°C保温4h、空冷,试验结果见表2,金相组织见。
  
  两种尺寸的锻件机械性能均能满足标准的要求,由于钢经过了二次精炼和电渣重熔,保证了锻件的高纯洁度,并且在锻造过程中注意控制锻件合适的锻造比,使锻件的冲击韧性大大高于标准的要求。
  
  当熔深h大于多孔管的壁厚时,在滤管内部可以发现一圈熔化金属,这时的焊缝称为全焊透焊缝。试验中部分试样焊接工艺参数及焊缝特征见表表!A类接头焊接参数及焊缝特征编号焊接电线速度外观焊缝宽HAZ宽度熔深h流⑷质量较好不规则好较好焊透不规则表2 c类接头焊接参数及焊缝特征编号焊接电线速度外观焊缝宽熔深质量未熔合较好焊透好较好由表1表2可知,A10号(属A类接头)、C4号(属C类接头)试样已经焊透,但是两者的焊缝宽度、热影响区(HAZ)宽度均比未焊透焊缝的相应值大的多,焊缝宽度可大3~4mm,HAZ宽度可大2~3mm,外观质量并不理想。要获得全焊透的焊缝,我们有必要给予焊缝加大的能量,其大小采用单位焊缝长度获得的能量表示,即线能量。表达式为:E为线能量,了/mm为焊接电流,A U为焊接电压,本试验中为固定值,20VT为焊接时间,SL为焊缝周长,mmv为线速度,mm/s由宽度小得多。C类接头在焊接时,致密的法兰熔化后向坡口处塌陷,并粘附于多孔管截面上并向孔隙中渗透熔液,传导热量,这种热量比A类接头焊接时传导给多孔管的热量少。同样地,HAZ宽度小些。
  
  中国高空车租赁网编辑部获悉:不锈钢0Cr15Ni5Cu3Nb锻件经1 040°C油淬和550°C4h处理后的机械性能锻件尺寸/标准要求马氏体沉淀硬化不锈钢0Cr15Ni5Cu3Nb锻件的组织x对比两种尺寸锻件的机械性能可知,二者的抗拉强度、屈服强度、延伸率、面缩率及硬度等机械性能均差别不大,但是,其冲击韧性却有很大的差异,较小尺寸的锻件(¢900/韧性的平均值约为较大尺寸锻件(¢1 254)的1.75倍,这主要是因为以下几点原因,首先,当工件尺寸较小时,在油淬过程中,能够获得更大的冷却速度,固溶更加充分,有更多的合金元素固溶于基体中,在随后的回火时,其沉淀析出相能够更加细小弥散;其次,对于同样的锭型,较小的锻件可以获得相对较大的锻造比,而且,较小的锻件可以获得较大的冷却速度,这样,在淬火过程中就可以获得更加细小的晶粒 ,由于以上原因,使较小尺寸的锻件相对于较大尺寸的锻件在冲击韧性方面获得了较大幅度的提高。
  
  械性能的影响171的锻件进行固溶处理后,在规定部位切取取样环,从取样环上取样,分别采用油和水作为淬火介质进行固溶、淬火,固溶温度为1 040°C,保温时间为40min,采用550°Cx4h进行回火处理,对比不同淬火介质试样的机械性能。此外,对于水淬试样,在550°C保温,采用不同时间进行回火,对比回火时间对钢的机械性能的影响,机械性能的检验结果见表3.表3热处理工艺对马氏体沉淀硬化不锈钢0Q*15M5Cu3Nb锻件(5900/5750x171)机械性能的影响°C油淬,回火1h回火2h水淬回火3h回火4h热处理工艺抗拉强屈服强延伸率/面缩率/冲击韧火时间的增加,试样的强度逐渐降低,而塑韧性逐渐提高,其硬度变化不大,当回火时间达到3h后,性能的变化比较平缓。
  
  在回火过程中,0Cr15Ni5Cu3Nb主要依靠富Cu沉淀相-Cu相的共格沉淀对钢进行强化,Cu在基体中不形成金属间化合物,富铜相中含有50%铁原子,它具有体心立方点阵,与A相保持共格,随着回火时间的延长,富铜沉淀相逐渐长大,变为半共格并显示棒状,其中的铜原子含量增高。当该相长大到一定尺寸后,其体心立方点阵改组成面心立方点阵,并与基体失去共格关系,随着析出相的不断长大,其强化作用逐渐减弱14,5. 3结论锻件。采用1040°C水淬550°C4h回火可得到高的冲击韧性和符合标准要求的强度和塑性。
  
  为了保证产品性能稳定和现场管理的方便,建议将回火时间控制在材料性能变化平缓的区间即3~ 4h,可供工厂制订热处理工艺时。
  
  中国高空车租赁网编辑部获悉:在回火制度相同的条件下,水淬试样无论强度还是冲击韧性均高于油淬试样,尤其是冲击韧性,水淬试样的冲击韧性大约是油淬试样的2倍,得到大幅度提高,这主要是因为,水淬试样比油淬试样冷却速度大,固溶充分,为随后更加细小、弥散析出相的析出打下了良好的基础,最终获得了更高的强度和韧性,根据试验结果,在实际生产时,在没有油淬条件下,对于小尺寸零件,可以采用水淬。

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