发布时间 : 星期一 文章提高1.0619、WCB、LCC和1.6220钢热处理后的硬度即抗拉强度有利于提高低温冲击功 - 图文更新完毕开始阅读6d1f0bd5f705cc17552709fd
分别提高了28.1%和50%。4～6炉放置筐内不同位置的试棒经QT和以前处理的力学性能情况也见表3。放在筐里不同位置试棒机械也明显高于正火处理。由于淬火时，淬火槽同时喷高压空气和水，槽下四周管孔喷水，搅动力大，工件表面水流相对速度加快，提高工件冷却速度，筐内部冷却速度也快，筐里外试棒性能差别不大。筐下部冷却速度快，往上逐渐降低-29℃ Akv也逐渐降低。下部 6号炉AVG(三个试样平均值）96J，仅次于我公司最高的98J。为保证工件的力学性能，大件和工件堆放热处理时，正火是不可取的。水冷正火的调质处理可获得较少的铁素体、较多细小均匀珠光体、托氏体和有时其他不平衡组织，经高温回火可获得较高的低温Akv和抗拉力学性能。
实际生产36炉LCC、1.6220和39炉WCB、1.6019,Rm>605Mpa力学性能统计表分别见表4和表5图2、1。
LCC、1.6220， Rm≧605 Mpa 实测力学性能统计表 表 4 NO. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 Rm（Mpa） 695 675 660 660 660 655 650 645 645 640 640 650 635 634 630 630 625 625 621 620 620 612 611 610 614 610 610 626 605 605 605 605 ReL（Mpa） 550 520 490 485 475 485 480 495 460 475 470 485 475 450 455 440 455 440 438 450 405 433 435 435 441 425 425 449 445 445 430 425 A(%) 25.5 27.0 24.0 23.5 24.5 25.5 25.0 25.5 24.5 26.5 30.5 23.5 25.0 24.0 27.0 28.5 25.5 25.5 25.5 26.0 27.5 27.0 25.5 25.0 25.5 26.0 27.0 25.5 29.5 26.0 25.5 26.5 Z(%) 60 68 49 53 56 59 56 67 58 55 62 53 63 58 60 61 62 64 58 68 65 56 62 64 54 60 59 61 67 69 66 63 AVG (- 46℃ )J 95 81 53 59 60 63 51 65 55 86 51 59 57 65 65 68 72 66 73 80 68 67 60 60 57 59 59 69 69 58 71 73 HB 207 176 196 192 173 190 197 188 183 201 186 194 181 195 182 186 209 197 194 176 196 188 190 213 190 192 182 196 187 174 183 177 备注 工件已再回火 ＂ ＂ ＂ ＂ 1.6220 ＂ 1.6220 1.6220 1.6220 1.6220 1.6220 1.6220 1.6220 37
33 34 35 36 LCC 1.6220
605 485-655 500-650 428 26.5 63 105 97 84 78 185 181 170 173 1.6220 1.6220
客户要求27J ≧275 ≧300 ≧22 ≧22 ≥35 ≧20（27） ≧27（-40℃）
WCB、1.0619 Rm≧605Mpa力学性能统计表 表5 NO. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 Rm（Mpa） 675 665 660 660 645 640 635 635 635 635 630 630 630 625 625 620 620 620 615 615 615 615 615 615 610 610 610 610 610 605 605 605 605 605 605 605 605 605 ReL（Mpa） 500 445 480 545 400 410 445 405 420 425 440 430 455 420 430 465 400 390 425 400 405 385 400 435 380 410 390 415 405 390 390 400 385 405 400 405 400 410 A（%） 25.5 25.5 24.0 26.5 25.0 25.0 24.5 25.0 26.0 26.5 26.0 26.0 30.0 25.0 25.0 23.5 24.0 28.0 29.0 26.5 24.5 31.0 26.0 25.5 25.5 27.5 29.5 27.0 25.0 26.5 25.5 25.5 27.0 25.5 24.5 26.0 26.5 31.0 Z（%） 59 65 53 69 65 62 58 59 66 64 56 62 62 64 63 61 57 66 67 62 61 62 63 62 62 60 65 71 62 64 66 66 65 67 61 66 60 66 AVG（-29℃） J 65 61 51 57 51 53 94 51 60 58 58 63 79 57 63 98 62 56 74 77 53 60 70 64 58 55 61 55 71 94 66 69 75 70 72 70 69 63 HB 179 195 193 199 181 173 194 197 190 170 185 178 172 192 174 185 200 187 185 186 178 173 173 179 194 181 189 185 172 183 183 174 176 179 176 173 174 175 备注 1.0619 1.0619 1.0619 1.0619 1.0619 1.0619 1.0619 1.0619 38
39 WCB 1.0619 605 485～655 420～600 400 ≥250 ≥240 30.5 ≥22 ≥22 62 ≥35 96 ≥27 ≥27 (-20℃ ) 185 冲击值为客户要求 注：Rm强度超标的工件重新回火后符合标准
从表4和图2可以看出，LCC和1.06220 Rm 605Mpa～695Mpa同样具有高的强塑性和低温冲击功。LCC Rm 695Mpa时，ReL最高550Mpa、A 25.5%、Z 60%、-46℃ AVG95J、HB207，AVG仅次于1.6220的97J和LCC的105J。≧170HB（换算强度Rm=600Mpa） AVG>50J的频次也明显高于<50J的频次，3炉≥90J、5炉≧80J,13炉≧70J和32炉≥60J﹙≤70J,和≥60J，数量均同上一级不叠加﹚,均在此硬度范围。说明提高硬度>170HB,有利于提高Rm、ReL和低温Akv。也说明回火温度不是越高越好,我们生产试验证明,LCC、WCB有最佳回火温度，LCC比后者高20℃(WCB≤0.25％C、≤1.00％Mn控制成分条件下﹚。图2中低温Akv≧86J4炉100％和≧60J基本全是 按最佳回火温度回火﹙WCB一样，最高、较高按最佳温度回火﹚。680℃回火[2][3]回火温度偏高，回火硬度不高，低温Akv也不高。LCC和1.6220也应取消上限控制。
从表5可以看出WCB和1.0619在605～675Mpa时有高的ReL 380～545Mpa和高的低温冲击平均值，-29℃ AVG 51～98J，max AVG 98J就是1.0619，超出WCB Rm上限655Mpa到675Mpa，强塑韧性仍很高，AVG 51-65J。从表5和图1可以看出WCB和1.0619，AVG最高94、98J。≥170HB：4炉90J、2炉≧80J、25炉≧70J，44炉≧60J，AVG≧50J的频次明显高于≦50J。硬度高的冲击功也高。因Mn低，淬火和回火硬度比LCC和1.6220要低，低硬度范围频次增加。虽1.0619除Mn上限1.20%高于WCB的1.00%外，其它成份差不多。实际生产. 1.0619同WCB同时生产一样范围控制Mn， 实际0.18-0.22%C、0.75-1.00%Mn所以WCB和1.0619成份一样。表中性能也代表1.0619性能。LCC代表1.0619钢1.00-1.20%Mn时，即我们生产的1.6220能达到的力学性能，性能更高。1.0619,Rm上限为600Mpa，不符合对钢材综合性能﹙强度、低温韧性等）要求越来越高的发展需要，影响钢材力学性能充分发挥，限制钢材潜力的充分开发。Rm＞600Mpa综合性能潜力很大，因条件和时间关系，其上限还不能确定。试验证明加0.20%Mo的20MnMo钢，Rm760Mpa、Rel635Mpa、A22.5％、Z59％、-60℃Akv57-61J、AVG59,HB229，Rm还能进一步提高。把高力学性能，达到高一级强度等级即1.0625或1.00-1.20%Mn时达到1.6220性能水平的产品视为不合格是没道理，不合理的，中国新标WCA、WCB和WCC不设上限是合理的，实际生产大量数据证明其科学性。
3、合适的热处理可使材料达到上一级强度等级性能：
美标高温压力容器钢牌号为WCA、WCB和WCC，Re为205、250和275Mpa三个强度等级，
％
图1WCB、1.609-29℃AVG同HB关系散佈图 图2LCC、1.6220-46℃AVG同HB关系散佈图 德标ZP240（1.0619）和ZP280（1.0625），Re为240和280Mpa二个等级。除WCA A≧24%外，其他均为≥22%，德标为Z不要求。我公司2011年WCB和1.0619实测试样性能件表6。
WCB、1.0619实测力学性能统计 表6
39
材质 Rm（Mpa） ReL （Mpa） A(％) 230～330 27.0 试验温Z（%） 度℃ AVG(J) Akv（J） HB 炉数 WCB 1.0619 530～666 597（平均） 315～545 395 49-71 61 -29 -46 34～98 53 35～59 43 30-108 32-62 143-199 167-178 165 4 从表6可以看出两种材料热处理后的材料力学性能均达到强度高一等级WCC和1.0625标准，
还具有高的低温冲击功。用强塑韧乘积来衡量，热处理后的WCB和1.0619具有很高的综合力学性能，应被客户接受。
调质可充分发挥合金化作用，同正火相比可大幅度提高C、C-Mn钢的力学性能，WCB和1.0619可达到最高强度等级WCC和1.0625，甚至低温钢LCC和1.6220水平。这样可简化牌号，取消正火就能达到的强度等级高牌号，如取消WCA，LCA，甚至WCB和1.0619，合并成一个牌号是可能的。成份是一个，成份还是规定的上限可调，根据工件壁厚大小规定力学性能指标，也可协商 规定。多生产高牌号强度等级高钢，提高性能，降低重量和节约能源。
结论：
1、 提高C、C-Mn钢Mn含量，尽量接近上限（+美标降碳可增加的锰）和经最佳热处理工艺(合适淬火温度、足够保温时间和最佳回火温度)淬火回火后的硬度到170HB﹙1.0619Rm上限600Mpa对应的硬度﹚至200、210HB﹙超过其它三个钢对应的190HB﹚有利于提高屈服强度和低温韧性，最高低温冲击功平均值和总平均值均在此硬度范围。加Mo时硬度还可提高。
2、1.0619Rm设上限600Mpa过低，不符合对材料综合性要求(强度、塑性和低温韧性等)越来越高的发展需要，影响材料性能充分发挥，限制材料性能潜力的充分开发。
3、为方便生产、充分挖掘材料的潜力，提高压力容器内在质量、使用性、安全性、加工性和节约能源，应提高1.0619的Rm上限和WCB一样为655Mpa，最好取消上限。大量生产实测数据证实Rm600到675Mpa仍具有高的综合力学性能，加0.20％Mo的20MnMo钢Rm760Mpa仍具有高的综合力学性能。说明WCA、WCB和WCC钢我国新标准取消上限是合理的和科学的。LCC、1.6220也应取消Rm上限。20ГЛ(俄)和SCPL1(日)不设Rm上限最合理。
4、对C、C-Mn压力容器钢 取消低强度等级牌号，简化牌号。用合金化和调质热处理方法多生产高强度等级钢，降低钢材用量和减少资源浪费。
参考文献：
[1]热处理手册第一卷P163 中国机械学会热处理学会编 机械出版社出版。 互联网文献： [2]王景德化学成分与热处理工艺对LCC钢低温冲击值的影响。 [3]WCB、LCC化学成分和机械性能检验。
参考文献：
[1]热处理手册第一卷P163 中国机械学会热处理学会编 机械出版社出版。 互联网文献： [2]王景德化学成分与热处理工艺对LCC钢低温冲击值的影响。 [3]WCB、LCC化学成分和机械性能检验。
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