影響09MnNiD鋼鍛件低溫沖擊韌性的因素及對策

  09MnNiD鋼是在碳錳鋼的基礎上添加了0.45%~0.85%的鎳元素,從而改善鋼的低溫沖擊韌性,使鋼在-45~-70℃低溫范圍內(nèi)仍保持較高的強度和低溫韌性。因此,在低溫承壓設備零件中得到了廣泛應用。

  熱處理是鍛件生產(chǎn)過程中不可缺少的關(guān)鍵工序,合理正確的熱處理可以賦予鍛件優(yōu)良的綜合力學性能,保證產(chǎn)品在服役條件下的安全可靠性。在09MnNiD鋼鍛件的生產(chǎn)過程中,部分產(chǎn)品的性能熱處理需要進行委外處理。回廠的鍛件在力學性能測試過程中,有時會出現(xiàn)低溫沖擊吸收功低于標準規(guī)定值,且其數(shù)值波動幅度很大,產(chǎn)品的低溫沖擊韌性不合格,影響了產(chǎn)品及時交貨。
  
  鍛件的制造是一個復雜的系統(tǒng)工程,鍛件質(zhì)量與鍛件用鋼的冶煉、坯料的加熱、鍛造成型、鍛后熱處理、粗加工、性能熱處理、理化檢測、精加工等環(huán)節(jié)都息息相關(guān)。因此,為生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的09MnNiD鋼鍛件,應加強以下工序的質(zhì)量控制:

  (1)提高鍛件用鋼的純凈度,減少鋼中非金屬夾雜物,嚴格控制鋼中P、S、Sn、Sb、As等有害元素的含量。
  (2)鋼坯在鍛造時要有足夠的鍛造比,充分壓實壓透內(nèi)部金屬,打碎鋼中的樹枝晶組織和非金屬夾雜物,并且改善其分布形態(tài)。增加鍛件內(nèi)部金屬的致密度,減少鍛件的內(nèi)部缺陷。
  (3)09MnNiD鋼鍛件鍛后應在Ac1~Ac3溫度之間進行臨界間熱處理,改變鍛件用鋼的晶粒大小、組織形態(tài)、第二相大小及分布,提高鍛件經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理后的塑韌性和冷脆抗力。
  (4)工件在調(diào)質(zhì)淬火升溫加熱通過Ac1~Ac3溫度區(qū)間時,需按熱處理爐的最大功率快速加熱,增加鋼在相變時的過熱度,提高奧氏體的形核率,達到細化奧氏體晶粒的目的。
  (5)淬火冷卻水槽要有足夠的容量,并且需要配備強烈攪拌和冷卻水的循環(huán)系統(tǒng)。當工件淬火出爐后,把工件迅速淬入水中進行充分冷卻,使鍛件的組織進行充分轉(zhuǎn)變,使淬火轉(zhuǎn)變產(chǎn)物更加細小均勻。
  (6)工件淬火后及時裝爐回火。09MnNiD鋼鍛件的回火溫度在670~690℃之間,回火保溫時間按(1.8~2.2)min/mm計算確定。回火保溫出爐后采取空冷。