T91钢退火热处理工艺的优化.pdf

年月 第 卷第期 石家庄职业技术学院学报 收稿日期： 作者简介： 赵晓平（ ） ， 女， 河北石家庄人， 石家庄职业技术学院讲师 文章编号： （ ） 钢退火热处理工艺的优化 赵晓平， 王素英 （ 石家庄职业技术学院 机电工程系， 河北 石家庄 ） 摘 要： 以现有 钢热处理工艺为依据， 结合 钢管开裂原因， 对 钢分别在 ， ， ， 进行退火， 通过拉伸试验、 硬度试验、 金相试验并结合钢厂的实际得出， 钢的退火温度为 ， 速度为 ， 从进料到出料时间约为 ， 管材的成材率提高 关键词： 钢； 退火； 热处理； 优化 中图分类号： 文献标志码： 钢具有良好的高温持久性、 抗蠕变性、 抗氧 化性、 冲击韧性、 焊接性、 抗高温蒸汽腐蚀性、 低热膨 胀系数、 导热性及良好的组织稳定性因此， 钢 常用于燃煤发电的亚临界、 超临界高压锅炉中， 以提 高发电效率、 节约能源、 保护环境， 使发电技术更加 可靠 目前， 钢厂生产 钢的工艺如下： 棒料热 穿孔退火酸洗、 清理冷轧正火、 回火酸 洗、 清理取样矫直切管酸洗、 清理探伤 入库其中， 中间退火使用 辊底炉， 退火 温度为 ， 辊速为（ 保温约 ） 而 钢在退火后进行冷轧时却发生了开裂现象， 导 致 钢成材率很低 经过分析发现， 出现裂纹的 原因在于 钢退火工艺制订不合理 故笔者对冷 态 钢管进行了中间退火热处理试验研究， 考察 了在不同热处理工艺参数下 钢的力学性能和 显微组织， 以获得最优的热处理工艺 试验制备及试验方案 试验制备 试验材料取自冷态 管， 分别为 和 两种规格的在制品， 其变形工艺见表 ， 化学成分见表 表 试验用 管对应的完整生产变形工艺 规格生产变形工艺 表 试验用 管的化学成分 规格 试验方案 首先， 对两种规格（ 和 ） 的 冷态 管（ 在制品） 按照不同的中间退火温度在 箱式电阻炉中进行退火； 其次， 对退火前后的 管进行拉伸和硬度试验； 再次， 观察退火前后的显微 组织； 最后， 得出最佳的中间热处理工艺 试验路线 见图 石家庄职业技术学院学报第 卷 图 实验路线 依据 钢 曲线（ 过冷奥氏体连续转变 曲线） ， 退火温度分别取 ， ， 和 ， 退火工艺示意图如图 图 中间退火热处理工艺 试验结果与分析 拉伸试验结果与分析 表和表分别是 和 两 种规格的 管在不同中间退火温度的拉伸性能 表 管中间退火热处理后的拉伸性能 退火温度 试验温度 抗拉强度 屈服强度 延伸率 表 管中间退火热处理后的拉伸性能 退火温度 试验温度 抗拉强度 屈服强度 延伸率 表和表说明， 经过中间退火后两种钢管的 抗拉强度和屈服强度明显比成品管的强度降低， 延 伸率略有变化 图是两种规格在制品管中间退火后的强度比 较图 从图中可以看出， 两种规格 钢管的抗拉 强度和屈服强度随温度的升高而成折线变化； 在 时抗拉强度和屈服强度同时达到最低值， 这 是由于它在此温度下再结晶比 更充分， 位错 密度显著下降， 消除了加工硬化； 随着退火温度的升 高， 合金元素逐渐开始固溶， 强度略有升高比较可 知， 对两种规格的 钢管来说， 为 最佳中间退火温度 这个温度有利于后续冷加工工 序的进行 图 两种规格 管强度比较图 注：代表 规格管， 代表 规格管 硬度试验及结果分析 通过对两种规格冷态 管的原始试样和不 同中间退火温度退火后的试样进行布氏硬度试验， 得到的硬度值见表 由表可以看出， 退火后的试 样硬度明显低于原始冷态管的试样硬度， 中间退火 后的硬度值随温度的变化而有所不同 第期赵晓平等： 钢退火热处理工艺的优化 表 两种规格 管在不同退火温度下的硬度值 退火温度 原始冷态 与强度类似， 钢管的硬度随退火温度的升 高而降低， 在 时硬度达到最低值； 随着退火温 度的升高， 硬度略有回升 从硬度上分析可得， 对两 种规格的 钢管来说， 为最佳的 中间退火温度， 此时 钢管的硬度降低， 有利于 后续冷加工工序的进行 金相试验结果及分析 图 为 不 同 中 间 退 火 温 度 下 与 的金相组织图 原始金相 金相 金相 金相 金相 原始金相 金相 金相 石家庄职业技术学院学报第 卷 金相 金相 图 不同温度中间退火后的金相组织 由图可以看出， 经不同温度（ ， ， ， ） 的中间退火并保温 后空冷， 所得到的组织均为粒状渗碳体加等轴状铁素体， 与 成品热处理后的状态相比， 渗碳体明显长大， 铁素体 晶粒尺寸也有所增大 这是其硬度和强度降低、 塑性 提高的主要原因 结论 （ ） 经过中间退火后， 和 两种规格的 钢管的抗拉强度、 屈服强度与硬度 明显降低， 有利于后续冷轧的进行 （ ） 对 两 种 规 格 的 钢 管 来 说， 为最佳的中间退火温度 在这一温度范围内， 其抗拉强度、 屈服强度、 硬度均达到最低， 易于后续 冷加工工序的进行 （ ） 经不同温度的中间退火， 保温 ， 空冷 后所得到的组织为粒状渗碳体加等轴状铁素体（ 回 火索氏体） （ ） 根据以上试验结果， 结合钢厂实际情况， 优化 后的退火工艺为： 采用电加热保护气体辊底炉（ 炉） 取代 辊底炉进行中间退火处理， 退火 温度为 ， 速度为 ， 从进料 到出料的时间约为 （ ） 通 过 优 化 工 艺， 管 的 成 材 率 提 高 了 参考文献： 王起江， 洪杰宝钢 高压