提高16Mn压力容器锻件低温性能的工艺优化研究

郭　京

(南京博大重型锻造有限公司，江苏210048)



生产技术

提高16Mn压力容器锻件低温性能的工艺优化研究

郭京

(南京博大重型锻造有限公司，江苏210048)

摘要：比较压力容器材料16Mn锻件的热处理工艺改进前后的检测结果，采用降温淬火的调制工艺对改善大锻件内部组织及晶粒度有积极影响，能够提高锻件材料的低温冲击韧性。

关键词：16Mn锻件；冲击韧性；热处理工艺优化

16Mn作为压力容器锻件的常用钢种，具有明显的优点，原材料价格便宜，强度和硬度容易达到设计要求。随着使用要求和设计要求的不断提高，对16Mn锻件的冲击韧性有了更高的要求。常规的调质处理能够满足常温下锻件的强度及硬度的设计要求，但较低温度下的冲击韧性会出现不合格现象。为此，我公司对在不同调质工艺下得到的锻件组织及晶粒度进行了对比，制订了优化的调质工艺。

1锻件参数

1.1尺寸、重量及数量

锻件尺寸为∅1 270/1 100 mm×1 100 mm，共两件，毛坯重量5 245 kg。

1.2技术要求

16Mn锻件力学性能要求见表1。

1.3化学成分

化学成分应符合NB/T 47008—2010规定，见表2。

2热处理工艺及检测结果

2.1常规热处理工艺及检测结果

表1　16Mn锻件力学性能要求Table 1　Mechanical property requirements of 16Mn forgings

表2　16Mn锻件化学成分(质量分数，%)Table 2　Chemical composition of 16Mn forgings (mass fraction,%)

表3　锻件的化学成分(质量分数，%)Table 3　Chemical composition of forgings (mass fraction,%)

选取了其中的一组炉号为T13-610的锻件，其化学成分见表3，常规热处理的工艺及性能参数见图1和表4。

高倍检测出晶粒度为4～5级，F+P，F析出有聚集，组织不均匀。组织形貌见图2。

2.2优化后的热处理工艺及检测结果

图1　常规热处理工艺Figure 1　The conventional heat treatment process

表4　锻件的力学性能Table 4　Mechanical property of forgings

表5　调整热处理工艺后的锻件力学性能Table 5　Mechanical property of forgings after adjusting the heat treatment process

图2　锻件经常规热处理工艺的组织形貌(×100)Figure 2　Microstructure of forgings after conventional heat treatment process (×100)

图3　调整后的热处理工艺Figure 3　Heat treatment process after adjustment

图4　锻件经调整热处理工艺的组织形貌(×100)Figure 4　Microstructure of forgings after adjusting the heat treatment process (×100)

常规调质加特殊调质的热处理工艺及性能检测结果见图3和表5。

高倍检测出晶粒度为7级，F+P，铁素体分布规则，组织均匀。组织形貌见图4。

3结论

针对提高16Mn低温用钢的冲击韧性制订了优化的调质工艺，取得了较好的效果。特殊调质工艺采用不完全奥氏体化下淬火，实现了减少晶间析出物和细化晶粒的效果，16Mn的低温冲击韧性得到显著提高。

参考文献

[1]张明，邓军，常红，等.45#钢拖轮轴调质工艺的优化[J].大型铸锻件，2010(5)：16-17.

编辑杜敏

Research on Process Optimization for Improving Low Temperature Property of 16Mn Pressure Vessel Forgings

Guo Jing

Abstract：The tested results of heat treatment process of 16Mn pressure vessel forgings before and after improvement have been compared.By adopting the low temperature quenching process,there is a positive influence for improving the internal organization and the grain size of heavy forgings,which can improve the low temperature impact toughness of forgings.

Key words：16Mn forgings;impact toughness;heat treatment process optimization

收稿日期：2015—11—30

中图分类号：TG156

文献标志码：B