热处理培训..doc

陕西化建设备制造公司 技术科热处理培训 王 东 林 2014.6.05 目录 一 1 1.1热处理定义及FeC相图 1 1.2热处理简介 1 二 5 2.1成形受压元件的恢复性能热处理 5 2.2焊后热处理 6 2.3改善材料力学性能热处理 9 2.4焊前预热 9 2.5后热 11 三 12 3.1 厂内热处理设备 12 3.2 热处理设备标准要求 13 3.3热处理工艺简介 13 四 17 4.1热处理前及热处理中质量控制 17 4.2 热处理后质量检查 17 五 热处理安全控制 19 5.1 热处理操作人员 19 5.2 设备要求 19 5.3操作前准备 19 六 施工通用表格 20 一、 热处理基本理论介绍 1.1 热处理定义及FeC相图 热处理：将工件加热到一定温度，在此温度下保温一段时间，然后以一定速度冷却下来，从而改变金属的内部组织结构，以得到预期的性能。其中包括机械性能，工艺性能，物理性能和化学性能等。Fe-C相图是研究热处理的理论基础（见图1）。 图1：Fe-C相图示意图 1.2 热处理简介 在实际生产中，热处理过程是比较复杂的，可能是由多次加热和冷却过程组成，但基本工艺过程是由加热、保温、冷却三个阶段构成，温度和时间是影响热处理的主要元素。图2为热处理的基本工艺曲线。 图2：热处理的基本工艺曲线 图3为铁碳合金相图中钢的固态部分，与低碳钢相关的固态相变温度为G-S线和P-S-K线，分别称为A3线和A1线。在实际加热和冷却时，由于存在过热和过冷现象，加热时钢的相变温度将高于A3和A1线，所以在加热时的相变临界点用Ac3线和Ac1线表示；冷却时钢的相变温度低于A3线和A1线，所以在冷却时的相变临界点用Ar3和Ar1线表示。 图3：加热和冷却时Fe-C相图上临界点示意图 热处理的目的和任务：不改变工件形状而是改变工件的组织和性能。工业上常用热处理方法如图4。 图4：工业热处理分类 热处理行业上常讲的“四把火”是指：退火，正火，淬火，回火。 退火：将钢件加热到适当温度，保温一定时间后缓慢冷却，以获得接近平衡状态组织的热处理工艺。 根据钢的成分和目的不同，退火又分为：完全退火，不完全退火，等温退火，球化退火，焊后热处理等。压力容器行业常用的为消除应力退火。 焊后热处理：是指为改善焊接区域的性能，消除焊接残余应力等有害影响，将焊接区域或其中部分在金属相变点以下（Ac1以下100～200℃）加热到足够高的温度，并保持一定的时间，而后均匀冷却的热过程。 正火：将工件加热到Ac3或Acm以上30℃~50℃，保持一定时间后在空气中冷却的热处理工艺。目的是为了细化晶粒，均匀组织，降低应力。 淬火：将钢件加热到临界温度以上（一般情况：亚共析钢为Ac3以上30～50℃；过共析钢为Ac1以上30～50℃），经适当保温后快冷，使奥氏体转变成马氏体的过程。 回火：将经过淬火的钢加热到Ac1以下的适当温度，保持一定时间，然后用符合要求的方法冷却（通常是空冷），以获得组织和性能的热处理功能。 按回火温度的不同又将回火分为：低温回火，中温回火，高温回火三种。淬火+高温回火的热处理又称为调质。 本培训所引用标准及规范 GB150.4-2011 压力容器； GB151-1999 管壳式换热器； NB/T 47015-2011 压力容器焊接规程 GB12459-2005 钢制对焊无缝管件 HG/T20584-2011 钢制化工容器制造技术要求 GB/T16923-1997 钢件的正火与退火 GB25198-2010 压力容器封头 SEI 15CrMoR（H）钢技术条件 北京院 Cr-Mo钢技术条件 二、压力容器常用热处理 压力容器常用热处理包括成型受压元件的恢复性能热处理；焊后热处理；改善材料力学性能热处理；焊前预热；焊后消氢。 2.1 成型受压元件的恢复性能热处理 2.1.1 标准要求 恢复性能热处理：对于碳素钢、低合金钢是指进行再结晶温度退火，消除残余应力、应变强化等不良影响。再结晶是当退火温度足够高、时间足够长时，在变形金属或合金的纤维组织中，产生无应变的新晶粒-再结晶核心。新晶粒不断长大，直至原来的变形组织完全消失。金属或合金的性能也发生显著变化，这一过程称为再结晶。 压力容器中钢板冷成形受压元件，当符合下列任意条件之一，且变形率超过规定条件（变形率控制指标见GB150.4-20