热处理工艺对3．5Ni钢组织和性能影响.pdf

第 42卷第 2期 现代冶金 Vo1．42 No．2 2014 年 4月 M odernMetallurgy Apr．2014 热处理工艺对 3．5Ni钢组织和性能的影响 翟建勇 ，谢章龙2 (1．中国海洋石油总公司，北京 100010；2．南京钢铁股份有限公司，江苏 南京 210035) 摘要：通过拉伸和冲击试验以及 OM 和 SEM 的组织观察，研究了不同热处理工艺对 3．5Ni低温钢显微组织 和力学性能的影响 ：结果表明：3．5Ni钢正火 (Normalizing)态及正火+回火 (Normalizing+tempering)态的 组织均为铁素体基体加珠光体 冲击韧性随正火温度的升高先增加后降低，正火温度为860。C时，低温韧性 最佳；回火后 3．5Ni钢塑性和低温韧性明显提高 随着回火温度的升高，带状组织减弱，冲击功增加，当回 火温度达到两相 区的650℃时，冲击功降低 ，最佳的回火温度为590℃～630℃。 关键词：3．5Ni钢 ，热处理，显微组织，低温韧性，渗碳体 中图分类号：TGl56 引 言 l 实验材料与方法 为了应对世界范 围的能源危机 ，中国正在紧锣 密鼓建立石油战略储备体 系，以应对油料供应 中 实验所用3．5Ni钢化学成分如表 1所示。 断 、规避价格风险 ，也是国家能源安全战略的重要 表 1实验钢化学成 分 ／％ 举措 [Ho根据 中国 “十二五”规划，未来五年将优化 石化能源的发展 ，加快油气资源的开发 。这将给低 温 服役条件下能源 生产 及存储设备制造行业提 供 炼钢及轧制_T艺路线为 ：铁水预处理一l5Ot顶 广阔的市场及发展机遇 ，也会促进耐低温材料的发 底复吹转炉一LF炉精炼一RH真空脱气处理一板坯 展 。3．5Ni钢 又 称 3．5％Ni钢 ，是一 种 含 Ni量 为 连 铸 一 步 进 梁 式加 热 炉 加 热 一 高 压 水 除 鳞 3．25—3．75％的超低温条件下服役的铁索体型钢 ，具 - - ~3500mm炉卷轧机轧制一矫直一精整。终轧厚度为 有 良好的低温韧性 和较高的强度 ，被广泛应用于石 20mm，在热轧板上取样进行 热处理实验 。 油和空分制氧设备 以及合成氨设备等I2】，随着 中国 利用Gleeble3800热模拟实验机根据标准YB／T 石油化工等能源行业 的发展 ，3．5Ni低温钢的需求将 5127．1993采用膨 胀法测定 了临界转 变温度A。1和 与 E1俱增。 A。3。以200℃／h的升温速率 ，将 试样加热到900℃， 由于3．5Ni钢要求 在 ．101℃的低温下仍具 有 良 得到温度 ．膨胀量 曲线如 图1所示 ，采用切线法得到 好 的韧性，因此需要热轧后进行离线热处理 ， 目前 Gc一丫相变 的开始点A。l和结束点A3分别为643℃和 常用热处理工艺有正火 (N)、正火+回火 (N+T) 801℃ 。 和淬火+回火 (O+T)，其中采用QT热处理 的3．5Ni 正火温度设定为800、830、860和890℃，为充 钢具有更高的强度和更好 的韧性，可替代NT热处理 分均匀化原奥 氏体品粒 ，保温时间设定为60min， 的5Ni钢 ，用于LEG储罐项 目。 采用OM和SEM观察不 同正火温度条件下的组织并 本文研究了N和N+TT艺以及工艺参数对3．5Ni 检测力学性能 。将正火后的试样经600℃回火60min 钢组织和力学性能的影 响规律，探索最佳的热处理 空冷后 ，观