文档介绍：山西省第二十六次铸造会议论文集 ZG20Ni3低温承压铸钢热处理工艺的实验研究卫心宏,张晓晖,李星月(太原重工股份有限公司) 摘要:本文通过ZG20Ni3材质化学成分的内控、热处理工艺的实验和理论分析,确定了提高 ZG20Ni3铸钢材质低温冲击韧性要求的多重热处理工艺,并达到一73℃的低温冲击韧性要求。关键词:ZG20Ni3;低温冲击韧性;多重热处理工艺 1前言大型氨离心式压缩机是石油化工、电力等行业重要的大型制冷设备,压缩机上下机壳是制冷设备中的关键部件。由于其工作环境的特殊性,要求耐低温、承压力,材质选择为低温承压ZG20Ni3 铸钢材质。铸件要求进行一73。C低温冲击性能试验,技术难度大,无经验可循。制定试验方案,通过进行材质化学成分内控、热处理工艺对比试验及试验结果分析,确定了合适的生产工艺,生产出满足低温性能要求的铸件。 2化学成分内控 ZG20Ni3材质相当于ASTM A352/352M LC2钢号,要求在低温下具有较好的冲击韧性。为了提高材质的低温性能,对化学成分进行了调整。表1为ZG20Ni3内控的化学成分范围,表2为ZG20Ni3 材质力学性能要求。表1 化学成份(%) 项目 C Si Mn Ni P S ZG20Ni3 ~ ~ ~ ~ ≤ 试验成分 表2 力学性能 Rel Rm A Z Kv2(J) 项目(Mpa) (MPa) (%) (%) (.73℃) ZG20Ni3 _>275 485~655 >24 ≥35 >22 c和Mn元素的选择,C元素可显著提高材质韧一脆性转变温度,选取低的C含量;~ 山西省第二十六次铸造会议论文集 %范围,强度指标和塑性指标一般都能满足力学性能的要求,而低温冲击韧性则随着含碳量的升高却快速下降。Mn元素固溶于铁素体中,,但有易于晶粒粗化的倾向;材质中Mn/C比例一般保持在4~5范围。综合考虑,%~%范围,Mn %~%范围。 Ni元素的选择,Ni是扩大Y区域的元素,利于铁素体稳定析出,降低其韧一脆性转变温度,增强低温冲击韧性。含镍量较高的钢种得到相对高的冲击值。因此含镍应取上限,%~%范围。其余元素的选择,硫、磷元素作为钢中的有害元素,可形成晶界夹杂物,影响低温冲击韧性。为提高钢的焊接性能,防止热裂,应有效控制含硫量;磷含量显著降低钢的塑性、韧性,尤其是低温时,更为有害,因此硫、磷控制应尽可能低。 ZG20Ni3材质熔炼采用1 5T电炉熔炼,25TLF精炼进行合金化、调整成分和温度,并进行充分的吹氩搅拌,从而获得成分均匀、纯净度高、有害气体含量低的精炼钢水。采用喂铝线进行终脱氧, 降低钢水中氧含量,进一步细化晶粒。试验料采用铸件本体附铸试块,试块尺寸为70×100×230(I/Lrn). 3热处理工艺试验 3,1热处理工艺试验方案在细化晶粒和显微组织,提高材质的低温性能方面,除了材质合金元素之外,热处理工艺也起着重大作用,是保证材质性能的关键。为了试验确定满足性能要求的热处理工艺方案,确定一次高