13MnNi MoR鋼熱沖壓封頭沖擊韌度顯著降低原因分析

王 碩,程 義,申 雷

(1.哈爾濱鍋爐廠有限責任公司材料研究所,哈爾濱150046; 2.高效清潔燃煤電站鍋爐國家重點實驗室,哈爾濱150046)

13MnNi MoR鋼熱沖壓封頭沖擊韌度顯著降低原因分析

王 碩1,2,程 義1,2,申 雷1,2

(1.哈爾濱鍋爐廠有限責任公司材料研究所,哈爾濱150046; 2.高效清潔燃煤電站鍋爐國家重點實驗室,哈爾濱150046)

13Mn Ni MoR鋼板熱沖壓成型封頭的沖擊性能存在不合格現象。采用化學成分分析、力學性能測試、金相檢驗及模擬熱處理等方法,對13MnNiMoR鋼封頭沖擊韌度顯著降低的原因進行了分析。結果表明:對于較厚的封頭,正火處理后的冷卻速率嚴重不足,致使碳化物沿鐵素體晶界析出,且在高溫回火過程中碳化物再次長大;在沖擊過程中,封頭在外力作用下容易在碳化物析出位置發生斷裂,導致封頭的沖擊韌度顯著降低至不合格。

13MnNiMoR鋼;熱沖壓封頭;沖擊韌度;碳化物;模擬熱處理

13Mn Ni MoR是GB 713—2014[1]中的一種錳鎳鉬系低合金高強度鋼,類似于德國的BHW35鋼,具有較高的中溫屈服強度,良好的塑性和韌性,且焊接工藝性能良好[2-3]。13MnNiMoR鋼板作為中低溫壓力容器用鋼板,主要應用于石油、化工、電站鍋爐等行業[4],其中鍋爐制造廠主要將其用于300～600 MW亞臨界鍋爐汽包用筒體和封頭的制造[5-6]。

某鍋爐廠采用13Mn NiMoR鋼板制造封頭,鋼板厚度為68 mm和110 mm。鋼板經過熱沖壓成型為封頭,成型后的封頭采用正火(930℃±15℃,空冷)+回火(630℃±15℃,空冷)熱處理。對封頭進行力學性能試驗,其中很多試樣存在沖擊韌度不合格的現象,沖擊吸收能量最低只有5 J,遠低于41 J的最低要求。……