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太鋼20Cr13高合金馬氏體型不銹耐熱鋼硬度值因素的分析
發(fā)布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司
更新時(shí)間：2013-08-27
? ? 20Cr13是高合金馬氏體型不銹耐熱鋼，具有高抗蝕性、抗氧化、高強(qiáng)度、高韌性和足夠的熱強(qiáng)性等特性。由于其較好的綜合機(jī)械性能使其廣泛應(yīng)用于制造法蘭、零固件、泵體、軸類等構(gòu)件。用戶實(shí)際使用時(shí)，為便于鋸、切等深加工應(yīng)用，希望20Cr13棒材硬度控制在190HB以下。但目前太鋼20Cr13棒材產(chǎn)品符合要求的比例僅為60%，不能很好地滿足客戶需求。
鋼的硬度是指材料表面抵抗塑性變形或破裂的能力，影響鋼的硬度因素有化學(xué)成分、晶粒的大小、組織結(jié)構(gòu)及雜質(zhì)等，在化學(xué)成分、軋制工藝穩(wěn)定的前提下，成品硬度的影響因素主要取決于成品熱處理制度。
20Cr13棒材軋制工藝流程：方坯→加熱→軋制→鋸切→棒材退火→矯直→檢驗(yàn)→交庫(kù)。20Cr13棒材退火主要使用臺(tái)車爐、坑式爐、箱式退火爐等三種不同爐型。退火爐主要參數(shù)見下表1：
表1??退火爐主要參數(shù)
| 項(xiàng)目
|
坑式退火爐
|
臺(tái)車退火爐
|
箱式退火爐
|
| 爐數(shù)（坑位）
|
4
|
4
|
3
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| 裝爐量（噸）
|
≤80
|
≤60
|
≤80
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| 加熱方式
|
熱電阻
|
煤氣噴嘴
|
熱電阻
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不同爐型與棒材硬度關(guān)系見下表2。
表2??不同爐型與棒材硬度關(guān)系
| 項(xiàng)目
|
坑式退火爐
|
臺(tái)車退火爐
|
箱式退火爐
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| 規(guī)格（mm）
|
100
|
100
|
100
|
| 裝爐量（噸）
|
78.754
|
71.344
|
96.059
|
| 硬度（HB）
|
191
|
172
|
206
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通過(guò)對(duì)不同爐型同規(guī)格、冷裝情況比較可知，臺(tái)車爐的硬度值最低，坑式爐其次，箱式爐最高。
不同裝入方式與棒材硬度值比較見表3。
表3??不同裝入方式與棒材硬度值
| 項(xiàng)目
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坑式退火爐
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臺(tái)車退火爐
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箱式退火爐
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| 裝入方式
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熱裝????冷裝
|
熱裝????冷裝
|
熱裝????冷裝
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| 規(guī)格（mm）
|
92???????-
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92??????92
|
92??????92
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| 硬度（HB）
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178??????-
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162??????161
|
167??????181
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太鋼技術(shù)人員通過(guò)對(duì)退火熱處理工藝分析，對(duì)比各爐型退火處理參數(shù)與硬度的關(guān)系，確定了降低鋼材硬度的控制措施：
1）退火爐型選用及改進(jìn)：以臺(tái)車退火爐為主處理，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)采用煤氣加熱爐型溫度調(diào)整的控制，制定合理的操作制度，減小爐內(nèi)溫度偏差，提高溫度命中率，降低硬度及減小波動(dòng)；
2）規(guī)格分段：分規(guī)格段制定了相應(yīng)的熱處理工藝，減小規(guī)格差異對(duì)硬度的影響；
3）裝爐方式：在相同工藝條件下，臺(tái)車退火爐進(jìn)行預(yù)熱并保溫一定時(shí)間后，再按熱裝工藝處理，硬度可達(dá)到熱裝的處理水平；
4）規(guī)范裝爐量：控制在50～90%的處理量，減少爐內(nèi)層差影響，既能保證發(fā)揮爐子的處理能力，也能降低硬度。
綜上所述，在綜合分析20Cr13棒材硬度偏高的因素下，重點(diǎn)對(duì)棒材退火工藝進(jìn)行了分析探討，并采取相應(yīng)措施有效地降低了其硬度，使硬度值達(dá)到要求的比例有改進(jìn)前的61%提高到了91%，有效解決了20Cr13棒材硬度波動(dòng)和硬度值偏高的問(wèn)題，滿足了用戶的要求。