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研究12Cr2Mo1钢锻件生产工艺

发表时间:2014-11-24 信息来源:中国联合钢铁网 浏览:2613
加氢反应器是石油化工行业的关键设备之一,材料主要选用抗高温蠕变、抗氧蚀能力强的12Cr2Mo1钢。由于在高温、高压、临氢条件下工作,对钢的质量要求非常严格。不仅要满足强度、韧性和氢腐蚀的要求,还要具有良好的焊接性能和成型性能。CrMo钢长期在350~575℃温度范围工作时会出现脆变现象,材料因回火脆性会引起韧性恶化,发生脆性断裂,因此,还应满足钢的抗回火脆化要求。研究认为钢的回火脆性与P、Sn、As、Sb等残余元素的含量有很大关系,这些元素会在奥氏体晶界偏析并引起晶界弱化。通过研究国内外12Cr2Mo1钢的生产工艺,制定合理的生产工艺,某公司成功开发出加氢反应器用12Cr2Mo1筒体锻件。具体生产工艺如下:
 
    冶炼:为了提高钢的综合力学性能,在炼钢过程中应严格控制P、S、Sn、As、Sb、Cu等残余元素及H、O、N气体元素的含量,减小回火脆化倾向。Sn、As、Sb等残余元素与O的亲和能力比Fe低,在炼钢过程中无法有效去除,因此电炉冶炼应选用低残余元素、低硫、低磷废钢和料头。
    精炼:在精炼过程中尽可能多地用C粉扩散脱氧,扩散脱氧剂要分批加入,保持还原气氛,少用硅铝钙钡粉脱氧,以提高钢水的纯净度。并且采用高碱度精炼渣进行白渣操作完成脱硫,合金加完后要求精炼白渣保持时间≥20min。精炼出钢前加入微量合金元素Nb细化晶粒、优化成分。VCD真空碳脱氧时,在真空度小于66.7Pa下处理时间大于15min。要随时观察炉渣的喷溅情况,一旦有喷溅预兆,反充气降低真空度。
    锻造及锻后热处理:在185MN油压机上锻造,选用75t钢锭,锻件重量为47.98t,钢锭利用率为64%。分四火锻造成型,锻造温度1250~750℃,变形过程总锻造比为6.4。锻后热处理采用正火+回火。12Cr2Mo1钢比较理想的组织是贝氏体组织,具有良好的强韧性、组织稳定性、耐热疲劳性,并且比马氏体组织或铁素体+珠光体具有更好的抗回火能力。
    通过SEM、EDS等试验手段对钢中夹杂物的大小、形貌、数量进行研究,发现钢中夹杂物多为脱氧产物及合金料和耐火材料的氧化产物,主要为硅铝酸盐复合夹杂物。试验表明,12Cr2Mo1钢的纯净度较高,大于10μm的夹杂物约为0.47%。非金属夹杂物级别达到标准要求,A+C≤2.0,B+D+Ds≤2.5,A+B+C+D+Ds≤4.0。
    综上所述,采用EBT电炉→LF精炼→VCD真空处理→VC真空浇注→钢锭热送→加热→锻造→锻后热处理的工艺生产的12Cr2Mo1锻件,能够满足质量及性能的要求。
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