压力容器用钢的热处理简介

  钢材的热处理，因加工工艺和对组织、性能的不同要求而不同。要获得细化而均匀的组织和较好的综合力学性能可以正火热处理。要想保证高强度调质钢板达到要求的力学性能可以进行淬火加高温回火处理，要想改善不锈钢板材的耐蚀性，可以进行固溶热处理。钢材具体的热处理工艺如下。

    1.退  火

    将钢件加热到高于或低于Ac1点温度并保温一定的时间(压力容器用钢件的退火一般加热到低于Ac1点)，然后缓慢冷却(通常随炉冷却)，这种热处理工艺称为退火。根据工艺特点，退火可分为完全退火、等温退火、球化退火、低温退火和扩散退火。低温退火是在低于Ac1点进行的，主要是为消除钢件的残余应力，稳定尺寸，消除冷作硬化，降低硬度。低温退火又称去应力退火，是压力容器制造中最常用的热处理方法。

    退火的主要目的:

    (1)降低钢的硬度；

    (2)改善或消除坯料在铸造、锻造和焊接时所产生的成分或组织的不均匀性；

    (3)消除内应力，稳定尺寸；

    (4)细化晶粒、改善钢中碳化物的形态和分布(完全退火)。

    2.正  火

    正火是将钢加热至Ac3以上30℃～50℃或更高的温度，保温一定的时间，然后在空气中冷却的一种热处理工艺。

    正火的主要目的:

    (1)细化晶粒，提高钢材韧性和稳定钢材的力学性能;(2)得到所要求的金相组织。

    3.淬  火

    淬火就是将钢件加热到Ac3以上某一个温度，保温一定的时间，使之奥氏体化后，急冷至室温。以获得淬硬组织，如马氏体组织的一种热处理工艺。

    淬火的主要目的;

    (1)提高钢的强度和硬度，如15CrMo和12Cr2Mol钢锻件，其淬火后的强度和硬度要比正火后的高;

    (2)能改善某些特殊钢的力学性能和化学性能。

     对压力容器用钢而言，淬火后的钢件，通常是紧接着进行高温回火，以获得预期的最佳性能。

    4.回  火

     将淬硬后的钢件加热至Ac以下某一温度，保温一定时间，然后以一定的速度冷却到室温的热处理工艺称为回火。

    回火的主要目的:

    (1)消除淬火或正火后所产生的热应力和组织应力，降低脆性，以防变形和开裂;

    (2)能使淬火或正火后的淬硬组织(马氏体、贝氏体等)转变成较稳定的组织，以确保得到所要求的良好的综合力学性能;

    (3)在不同温度回火，可以获得不同组织和性能。因此，通过选择不同的回火温度，可以调整淬火或正火后钢件的力学性能。

    5.调  质

    在生产中一般将淬火后高温回火的联合热处理工艺称为调质处理，这种处理获得的是回火索氏体组织，如07MnMoVR、07MnNiVDR和07MnNiMoDR钢板，表现出较好的综合力学性能。

    6.固  溶
    奥氏体不锈钢加热到1000℃~1100℃，保温一定时间然后快速冷却，获得单相奥氏体组织的工艺称为固溶处理。经过这种处理的奥氏体不锈钢具有一定的强度，很高的韧性和优良的耐蚀性。
    7.稳定化
    将含有Ti和Nb等稳定化元素的奥氏体不锈钢，加热到850℃~950℃，保温一定时间后水冷、油冷或空冷，使稳定化元素Ti、Nb和钢中的碳形成TiC和NbC，提高钢的耐晶间腐蚀等性能。

压力容器用钢的热处理主要包括退火、正火、淬火、回火、调质、固溶和稳定化等步骤。

1. 退火：将钢件加热到高于或低于Ac1点温度并保温一定的时间，然后缓慢冷却。退火的主要目的是降低钢的硬度、改善或消除不均匀性、消除内应力、细化晶粒等。

2. 正火：将钢加热至Ac3以上的温度，保温一定时间，然后在空气中冷却。正火的主要目的是细化晶粒，提高韧性和力学性能。

3. 淬火：将钢件加热至Ac3以上某一温度，保温一定时间，然后急冷至室温。淬火的主要目的是提高钢的强度和硬度，并改善特殊钢的性能。

4. 回火：将淬硬后的钢件加热至Ac以下某一温度，保温一定时间，然后以一定速度冷却到室温。回火的主要目的是消除应力、稳定组织、调整钢件的力学性能。

5. 调质：将淬火后高温回火的联合热处理称为调质处理。这种处理可以获得回火索氏体组织，具有较好的综合力学性能。

6. 固溶：将奥氏体不锈钢加热到1000℃~1100℃，保温一定时间后快速冷却，获得单相奥氏体组织。固溶处理后的不锈钢具有较高的韧性和耐蚀性。

7. 稳定化：将含有稳定化元素的奥氏体不锈钢加热至850℃~950℃，保温一定时间后冷却，使稳定化元素形成稳定化碳化物，提高钢的耐晶间腐蚀性能。
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