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太钢20Cr13棒材硬度值因素的分析

20Cr13是高合金马氏体型不锈耐热钢,具有高抗蚀性、抗氧化、高强度、高韧性和足够的热强性等特性。由于其较好的综合机械性能使其广泛应用于制造法兰、零固件、泵体、轴类等构件。用户实际使用时,为便于锯、切等深加工应用,希望20Cr13棒材硬度控制在190HB以下。但目前太钢20Cr13棒材产品符合要求的比例仅为60%,不能很好地满足客户需求。

钢的硬度是指材料表面抵抗塑性变形或破裂的能力,影响钢的硬度因素有化学成分、晶粒的大小、组织结构及杂质等,在化学成分、轧制工艺稳定的前提下,成品硬度的影响因素主要取决于成品热处理制度。
20Cr13棒材轧制工艺流程:方坯→加热→轧制→锯切→棒材退火→矫直→检验→交库。20Cr13棒材退火主要使用台车炉、坑式炉、箱式退火炉等三种不同炉型。退火炉主要参数见下表1:
表1 退火炉主要参数
项目
坑式退火炉
台车退火炉
箱式退火炉
炉数(坑位)
4
4
3
装炉量(吨)
≤80
≤60
≤80
加热方式
热电阻
煤气喷嘴
热电阻
不同炉型与棒材硬度关系见下表2。
表2 不同炉型与棒材硬度关系
项目
坑式退火炉
台车退火炉
箱式退火炉
规格(mm)
100
100
100
装炉量(吨)
78.754
71.344
96.059
硬度(HB)
191
172
206
通过对不同炉型同规格、冷装情况比较可知,台车炉的硬度值最低,坑式炉其次,箱式炉最高。
不同装入方式与棒材硬度值比较见表3。
表3 不同装入方式与棒材硬度值
项目
坑式退火炉
台车退火炉
箱式退火炉
装入方式
热装 冷装
热装 冷装
热装 冷装
规格(mm)
92 -
92 92
92 92
硬度(HB)
178 -
162 161
167 181
太钢技术人员通过对退火热处理工艺分析,对比各炉型退火处理参数与硬度的关系,确定了降低钢材硬度的控制措施:
1)退火炉型选用及改进:以台车退火炉为主处理,同时加强对采用煤气加热炉型温度调整的控制,制定合理的操作制度,减小炉内温度偏差,提高温度命中率,降低硬度及减小波动;
2)规格分段:分规格段制定了相应的热处理工艺,减小规格差异对硬度的影响;
3)装炉方式:在相同工艺条件下,台车退火炉进行预热并保温一定时间后,再按热装工艺处理,硬度可达到热装的处理水平;
4)规范装炉量:控制在50~90%的处理量,减少炉内层差影响,既能保证发挥炉子的处理能力,也能降低硬度。
综上所述,在综合分析20Cr13棒材硬度偏高的因素下,重点对棒材退火工艺进行了分析探讨,并采取相应措施有效地降低了其硬度,使硬度值达到要求的比例有改进前的61%提高到了91%,有效解决了20Cr13棒材硬度波动和硬度值偏高的问题,满足了用户的要求。

本文引用地址:http://www.worldmetal.cn/gt/show-2735728-1.html

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