封头热处理和母材热处理试板的选择_邓云Word格式文档下载.docx

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钢制压力容器封头所用碳钢和低合金钢都属于亚共析钢。

一般情况下，其退火温度范围：

Ac3+30~50°

C；

正火温度范围Ac3+40~80°

Co

图1中Acl为加热下临界点，Ac3为亚共析钢加热上临界点,Arl为冷却下临界点，Ar3为亚共析钢加热下临界点，1•为r相（奥氏体），a为芯目（铁素体），

收稿日期：

2016-12-8

P为珠光体，A1为共析点（723。

（：

），A3为aFe—TYFe同素异构转变点。

•

从图1可以看出，Ac3为碳素钢和低合金钢封头热成形时，在连续加热过程中，aFe全部转变为yFe,得到全部奥氏体的临界点温度。

Ar3为碳素钢和低合金钢封头热成形时，在连续冷却过程中，奥氏体开始转变的临界点温度。

对于交货状态为正火热处理的碳钢和低合金钢封头，热加工过程中，热成形的加热温度应控制在等于或略高于正火温度范围。

如果加热温度过高，如达到1100°

C以上，虽然提高了生产效率，但因超过上限温度或超时保温，造成材料过热，产生晶粒细化，对其力学性能将产生不良影响。

（强度降低，塑性、韧性变差）。

因此，热成形的终压温度应控制在Ar3以上，而不应是钢的正火温度以上。

如果热成形终压温度控制在钢的正火温度以上，那么封头热成形的加热温度和始压温度就会过高，稍有不当，就会造成钢材过热，从而带来不良影响。

对于碳素钢和低合金钢封头，在热成形的加热过程中，如果控制加热温度到正火温度范围或略高一点，而热成形终止温度控制在Ar3以上，且不低于材料的正火最低温度，然后空冷，这样封头的整个热加工过程既满足热成形工艺的要求，又可将封头热成形的加热和冷却过程视为正火处理过程。

综合分析，碳素钢和低合金钢封头在热成形过程中，是否需要重新热处理和带母材热处理试板，这应由封头板材的原始供货状态和热成形温度范围的控制所决定：

（1）冷成形的封头，若满足GB150.4-2011中8.1.1的要求且变形率超过5%时，应进行恢复材料性能的热处理，并制备母材热处理试板。

若变形率不超过5%,不需要制备母材热处理试板，只需要进行焊后消应力处理121,焊后热处理温度由材料的种类确定气

（2）正火状态使用的钢材（如Q345R正火板），如能控制热成形的加热温度在正火温度范围或略高于正火温度，且热成形的终止温度不低于材料的正火最低温度时，可不重新进行正火处理。

否则，需重新正火处理，并制备母材热处理试板。

（3）正火+回火状态使用的钢材（如15CrMoR）,在热成形过程中如能控制热成形的加热温度满足上述对正火钢材的要求，热加工后仅需做回火处理，并带母材热处理试板。

否则需重新进行正火+回火处理，并制备母材热处理试板。

对于母材热处理试板，最好在热成形后的封头上截取。

如封头热成形后开孔部位的孔板；

封头端部切边取下的边料等均可作为母材热处理试板，这样更能代表封头热成形过程的实际情况。

3奥氏体不锈钢

奥氏体不锈钢封头冷成形时一般不需要进行热处理，若满足GB150.4-2011中8.1.1的要求且变形率超过15%时，应进行恢复材料性能热处理，并制备母材热处理试板。

奥氏体不锈钢封头热成形时要考虑对奥氏体不锈钢晶间腐蚀的影响。

碳在奥氏体不锈钢中的溶解度与温度有很大的影响，奥氏体不锈钢在经450。

到850°

C141的温度范围内时，会有高铭碳化物析出。

当铭含量降至耐腐蚀界限之下，此时存在晶界贫铭，会产生晶间腐蚀，严重时能变成粉末。

所以有晶间腐蚀倾向的奥氏体不锈钢封头热压后应进行固溶热处理，此时应带母材热处理试件。

4复合钢板

复合钢板封头原材料一般由碳钢基层和不锈钢复层组成。

热成形的复合钢板封头，既要保证基层的力学性能，又要保证复层的耐腐蚀能力。

因此，复合钢板制封头热成形时，加热温度既要高于复合层的敏化温度（450。

C）,又不能过高地超过基层的正火温度（900。

到950°

C），一般将复合钢板封头的始压温度定在920。

C,并严格控制终压温度，使之不低于800°

C151,并且严格控制成形过程中处于敏化温度的时间。

5总结

对于不同牌号的碳钢和低合金钢，其临界点温度A3、Ac3和Ar3等是不相同的；

而对于同牌号的碳钢和低合金钢，由于相应材料标准规定的化学成分是在—定范围之内，因而在化学成分上有所不同，存在差异，因此产生的A3、Ac3和Ar3等临界点温度也有所不同，这应引起热冲压成形的封头制造企业的重视。

热成形过程中，是否需要重新热处理和带母材热处理试板，这应由封头板材的原始供货状态和热成形温度范围的控制所决定。

对于奥氏体不锈钢和复合钢板封头，奥氏体不锈钢在经45CTC到850。

（2的温度范围内时，会有高铭碳化物析出，影响其抗腐蚀性能，所以一般采用冷压，当工艺上难于采用冷压或者技术上规定采用热压时，热压后要根据具体情况是否要做固溶处理，再考虑是否带母材热处理试件。

参考文献

［1］戴起勋.金属材料学［M］.北京学工业出版社,2011.

⑵《压力容器XGB150-2011）.

⑶《压力容器焊接规程》（NB/T47015-2011）.

［4］ 冯志猛.奥氏体不锈钢及其复合板热加工与敏化温度［D］.北京:

石油化工装备.2002.

［5］ 尹承森.复合钢板封头的冲压成型［D］.北京：

石油化工装备.1998.

作者邓云

江苏省特种设备安全监督检验研究院江阴分院江苏•江阴邮编214400

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