CN102922228A - 改善f92对接焊热影响区冲击韧性的阀门制造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种改善F92对接焊热影响区冲击韧性的阀门制造工艺,主要包括锻造、粗加工、对接焊、堆焊密封面、焊后热处理、精加工和检验;其特征在于:在锻造后进行锻后热处理,对接焊后依次进行性能热处理和二次回火,本发明的优点在于:在各工序后进行相应的热处理,改变F92材料合金碳化物的形态、提高合金碳化物的弥散度;改善焊接应力分布的不均匀性;焊后进行性能热处理,彻底消除粗晶;采用二次回火工艺,确保基体中不存在淬火马氏体组织。通过上述综合工艺的实施,适当改变加工工艺流程,可从根本上改变焊件热影响区的粗晶结构,F92对接焊件热影响区冲击韧性不达标的难题将会迎韧而解。
Description
技术领域
本发明涉及一种热处理工艺,特别涉及一种改善F92对接焊热影响区冲击韧性的阀门制造工艺。
背景技术
F92钢是在F91钢的基础上适当降低钼元素的含量(0.5%Mo),同时加入一定量的钨(1.8%W),以将材料的钼当量(Mo+0.5W)从F91钢的1%提到到约 1.5%,该钢还加入了微量的硼,经上述合金化改良后与其它铬-钼耐热钢相比,F92钢的耐高温腐蚀和氧化性能与9%Cr钢相似,但材料的高温强度和蠕变性能得到了进一步提高,同时F92钢还具有优于奥氏体不锈钢(如347H)的抗低周热疲劳性能。
随着我国火电事业的不断发展,超临界、超超临界机组的运用越来越多,F92材料以其优异的性能优势在这些机组中发挥着重要作用,与之配套的F92材料阀门一直依赖进口,严重桎梏着超超临界火电机组国产化工作的开展。 在F92关键阀门国产化生产过程中,F92同材、异材对接焊热影响区冲击韧性较低的问题是一个令国内企业十分头痛的问题,这个技术瓶颈不突破,对F92关键阀门设计、制造、焊接及性能寿命的制约影响十分明显。目前绝大多数生产厂家基本上都达不到AK/J 40的指标,最低时只有AK/J 7~13。目前解决F92对接焊热影响区冲击韧性低的问题,其思路基本上是围绕优化焊接工艺及焊后消除应力处理工艺、控制冷却速度等方法进行,但收效甚微。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能够改善F92对接焊热影响区冲击韧性的阀门制造工艺。
为解决上述技术问题,本发明的技术方案为:一种改善F92对接焊热影响区冲击韧性的阀门制造工艺,主要包括锻造、粗加工、对接焊、堆焊密封面、焊后热处理、精加工和检验;其特征在于:在锻造后进行锻后热处理,对接焊后依次进行性能热处理和二次回火,锻后热处理:将锻件置于炉内加热至870±10℃,保温2~4小时,打开炉门冷却至780±10℃,再保温1~2小时,炉冷到400℃出炉空冷;性能热处理:在炉内加热至1050±10℃,保温2~4小时,空冷300℃以下;再加热至780±10℃,保温4~5小时后,空冷;二次回火:在炉内加热至350±10℃,保温2~3小时,空冷。
本发明的优点在于:在各工序后进行相应的热处理,改变F92材料合金碳化物的形态、提高合金碳化物的弥散度;改善焊接应力分布的不均匀性;焊后进行性能热处理,彻底消除粗晶;采用二次回火工艺,确保基体中不存在淬火马氏体组织。通过上述综合工艺的实施,适当改变加工工艺流程,可从根本上改变焊件热影响区的粗晶结构,F92对接焊件热影响区冲击韧性不达标的难题将会迎韧而解。
附图说明
图1为本发明中锻后热处理工艺图。
图2为本发明中性能热处理工艺图。
图3为本发明中二次回火工艺图。
具体实施方式
本发明中热处理工艺主要包括锻造→锻后热处理→粗加工→对接焊→性能热处理→二次回火→堆焊密封面→焊后热处理→精加工→检验。
锻后热处理:将锻件置于炉内加热至870±10℃,保温2~4小时,打开炉门冷却至780±10℃,再保温1~2小时,炉冷到400℃出炉空冷。
工艺目的:
a、使合金碳化物球化,并提高合金碳化物的弥散度;
b、保证切削加工性能;
c、为对接焊做好组织准备。
性能热处理:在炉内加热至1050±10℃,保温2~4小时,空冷300℃以下;再加热至780±10℃,保温4~5小时后,空冷。
工艺目的:
a、满足力学性能要求;
b、细化晶粒;
c、消除F92对接焊件热影响区的粗晶组织。
二次回火:在炉内加热至350±10℃,保温2~3小时,空冷。
工艺目的:
a、确保组织为单一的回火马氏体+少量δ铁素体;
b、进一步降低热处理的热应力和组织应力;
c、基体中不再存在淬火马氏体。
现工艺状况下的检验结果:
原工艺状况下的检验结果:
注:
Rm―抗拉强度、单位MPa;
ReH―上屈服点、单位MPa;
A %―伸长率;
Z %―断面收缩率;
ak―冲击韧度J/cm2。
结论:采用本发明中工艺进行阀门制造时,其抗拉强度略有提升,上屈服点略有下降,而冲击韧度则得到大幅的提高。
Claims (1)
1.一种改善F92对接焊热影响区冲击韧性的阀门制造工艺,主要包括锻造、粗加工、对接焊、堆焊密封面、焊后热处理、精加工和检验;其特征在于:在锻造后进行锻后热处理,对接焊后依次进行性能热处理和二次回火,锻后热处理:将锻件置于炉内加热至870±10℃,保温2~4小时,打开炉门冷却至780±10℃,再保温1~2小时,炉冷到400℃出炉空冷;性能热处理:在炉内加热至1050±10℃,保温2~4小时,空冷300℃以下;再加热至780±10℃,保温4~5小时后,空冷;二次回火:在炉内加热至350±10℃,保温2~3小时,空冷。
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