12Cr2Mo1V钢凸台附加填充丝埋弧堆焊工艺研究

针对12Cr2Mo1V钢加氢反应器壳体凸台采用单丝埋弧焊进行堆焊、制造效率低的问题,研究了采用附加填充丝埋弧焊的焊接方法堆焊12Cr2Mo1V材质凸台本体的工艺可行性。研究结果表明,在12Cr2Mo1V钢上采用附加填充丝埋弧焊进行本体堆焊,焊接工艺性良好;其工艺评定试验的各项力学性能完全满足母材的要求,特别是-30℃夏比KV_(2)型缺口冲击试验冲击值均≥54 J,抗回火脆化倾向评定试验结果均满足v Tr54+3Δv Tr54≤0℃的要求。与单丝埋弧堆焊相比,两枪六丝附加填充丝埋弧堆焊凸台可提高生产效率200%~250%。该项工艺研究在满足加钒钢凸台性能的前提条件下,能极大缩短凸台制造周期、节能减排,为加氢反应器先进绿色制造的发展提供了新的制造手段。

200 mm厚度加氢反应器用特厚板12Cr2Mo1VR(H)的开发

介绍了加氢反应器特厚板12Cr2Mo1VR(H)钢的成分设计、冶炼、浇铸和轧制工艺,利用JMatPro软件计算热扩散率、热容量、钢板导热能力等重要相变参数,并分析了热处理制度对其组织、回火脆化性能、高温持久与蠕变性能的影响。生产过程中通过调整Cr、Mo(Mn)和V含量,控制各组织的形态和分布,促进晶内铁素体形核,利用洁净钢冶炼技术将有害元素控制在较低水平,减少有害元素晶界偏聚产生的回火脆化现象,利用水冷模浇铸技术和控制轧制技术控制原始晶粒度,性能检测结果显示,12Cr2Mo1VR(H)钢的抗回火脆化温度达到-51℃,钢板经模拟热循环后X向、Y向、Z向的三个位置拉伸性能差异范围在15 MPa以内,厚度截面表层、厚度1/4、厚度1/2、厚度3/4位置冲击功均达到280 J以上,无较大的位置趋向差异,在540℃温度下,加载力为210 MPa时,持续1 010 h未断裂,高温蠕变弹性伸长率为0.147 5%,总塑性伸长率1.454 5%。

国产加氢设备用12Cr2Mo1R(H)厚钢板的研制及开发

加氢工艺技术在炼油行业得到越来越广泛的应用,加氢设备用材料的国产化要求日益重要。文章从加氢设备用12Cr2Mo1R(H)厚钢板国产化技术开发、材料研制及其生产工艺方案、质量评定试验结果以及产品应用等几个方面综合介绍了加氢设备用厚钢板的研制及开发情况,并对其技术经济性进行了分析,证明该开发课题具有很好的经济效益和社会效益。

临氢设备用12Cr2Mo1VR(H)钢板的研制

介绍了某临氢设备用12Cr2Mo1VR(H)钢板的技术要求和生产工艺,同时对不同热处理状态下的组织和性能进行研究。研究结果表明,采用正火(加速冷却)+回火工艺生产的100 mm厚12Cr2Mo1VR(H)钢板,显微组织主要以贝氏体为主,成分均匀、杂质元素含量低、综合力学性能优良,特别是经过模拟焊后热处理和步冷处理后,钢板仍然具有良好的力学性能和优良的抗回火脆化性能。

临氢设备用12Cr2Mo1R厚钢板临界厚度研究

通过12Cr2Mo1R厚钢板空冷过程的埋偶试验和ABAQUS软件计算机模拟对比,确认ABAQUS软件可以模拟12Cr2Mo1R厚钢板的空冷过程。在此基础上,使用该软件模拟不同厚度下12Cr2Mo1R厚钢板芯部的冷却速度,结合其CCT曲线和工业生产工艺条件,确定临氢设备用12Cr2Mo1R厚钢板在正火后空冷条件下,使芯部能实现以贝氏体组织为主的厚钢板临界厚度为50mm。通过工业生产的50mm厚12Cr2Mo1R钢板组织和性能验证,证明所确定的临界厚度是安全的。

单重50t级别174mm 12Cr2Mo1R(H)钢板研发

介绍了舞钢生产的单重50 t级别的174 mm 12Cr2Mo1R(H)钢板的技术要求、工序工艺控制点及实物质量。通过冶炼时采用C/Al结合脱氧方式,铸锭进行900~940℃保温28~32 h退火处理,轧制时保证道次压下量20~30 mm,并采用正火+加速冷却+回火工艺,钢板组织均匀,各项力学性能及步冷脆化性能均能满足技术要求。钢板内部质量良好,探伤满足NB/T47013.3-2015及第1号修改单T1级。

12Cr2Mo1R钢焊接接头显微组织及显微硬度分析

采用MIG焊对12Cr2Mo1R耐热钢进行焊接,然后进行回火处理,用光学显微镜、硬度计对焊态和回火态焊接接头的显微组织和显微硬度进行了对比分析。结果表明,用MIG焊焊接12Cr2Mo1R耐热钢能获得冶金结合良好的焊接接头,回火态的焊接接头的显微组织晶粒更细小,分布更均匀;回火态焊接接头各区域的显微硬度比焊态低,热影响区存在一定的硬化现象。

压力容器用12Cr2Mo1R钢150mm超厚板热处理对组织和性能的影响

试验用12Cr2Mo1R钢(/%:0.08C,0.07Si,0.45Mn,2.16Cr,0.95Mo,0.18Ni,0.14Cu,0.015A1,0.015Sn)经电弧炉-300 mm×2 000 mm电渣重熔扁坯轧制成150 mm厚板(开轧1 145℃,终轧850℃)。通过热模拟试验和温度场的有限元仿真得出12Cr2Mo1R钢的静态连续冷却转变(CCT)曲线和超厚板表面、厚度1/4处和1/2处(心部)的冷却温度曲线。热轧板经916℃226 min正火,698℃240 min回火后,钢板1/4厚度处为贝氏体+少量铁素体,1/2厚度处为贝氏体+铁素体,其力学性能-屈服强度464 MPa,抗拉强度585 MPa,伸长率22%,符合供货要求。

12Cr2Mo1R钢持久试验后的组织与性能

对模拟焊后热处理态12Cr2Mo1R钢在500℃条件下进行了持久试验,研究了试验前后钢的组织和硬度的变化。结果表明,试验前后钢的组织均以贝氏体为主,碳化物同由M3C、M2C、M7C3和M23C6组成,随着持久断裂时间的增加,试样中碳化物数量出现了波动,但均高于试验前,碳化物颗粒的平均尺寸先减小后升高。在持久断裂时间为2272 h时,试样中碳化物含量最高,颗粒平均尺寸最小。断后试样的硬度则先略微降低,后升高,并在持久断裂时间为2272 h时达到最高值,然后再次降低。与夹持段相比,试样的工作段在试验过程中因变形而析出更多的碳化物,试验结束后硬度的下降也较明显,且随持久断裂时间的增加,两段的碳化物含量、尺寸大小和硬度的变化规律基本一致。

一种反应器用12Cr2Mo1钢的热变形行为及热加工图

以一种加氢反应器用钢12Cr2Mo1为研究对象,利用Gleeble-3800热/力模拟试验机,在变形温度850~1150℃、应变速率0.001~0.1 s^(-1)进行了真应变为0.8的热压缩。回归计算了考虑应变补偿的本构方程,建立了基于动态材料模型的热加工图,分析了热变形条件下的组织演化规律。结果表明,利用5次多项式回归计算得到的本构方程可用来预测不同应变下的流变应力;随着变形温度的升高和(或)应变速率的降低,动态再结晶水平增加;在1050℃和0.001 s^(-1)的热变形下,12Cr2Mo1钢可获得均匀的完全动态再结晶组织。

锻造变形方式对叶片钢1Cr12Ni2Mo2VN横向冲击韧性的影响

分析了常规锻造-拔长,镦粗-拔长,镦粗-拔长-镦粗-拔长,镦粗-换向拔长4种锻造方式对叶片钢1Cr12Ni2Mo2VN(%:0.10C,0.17Si,0.74Mn,0.014P,0.002S,11.8Cr,2.43Ni,1.65Mo,0.32V,0.035 2N)2.5t电渣锭锻造成Φ220 mm棒材横向冲击韧性的影响。结果表明,单道次大压下量的镦拔锻造及镦拔次数的增加可显著提高叶片钢的横向冲击韧性,2镦2拔后的棒材经1050℃1h油冷,660℃2h空冷后的横向冲击功为141 J,横纵向冲击值比可达90%以上,组织均匀,晶粒细化。

12Cr2Mo1R耐热钢MIG焊焊接接头显微组织分析

采用MIG焊对12Cr2Mo1R耐热钢进行了焊接及回火处理,并对比分析了焊态和回火态焊接接头焊缝、熔合区和热影响区金属的显微组织。结果表明,12Cr2Mo1R耐热钢具有较高的淬硬和冷裂倾向,焊前需要进行200~250℃预热,焊后应该进行回火处理,用MIG焊能获得冶金结合良好的焊接接头,但回火态的焊接接头金属显微组织晶粒更细小,分布更均匀。

汽轮机材料1Cr12Ni2W1Mo1V超临界钢的热压缩流变应力行为

为研究不同工艺参数对汽轮机材料1Cr12Ni2W1Mo1V超临界钢高温变形行为的影响,在变形温度1000~1150℃,应变速率0.005~5 s^(-1)的条件下进行热压缩试验,得到了相应的真应力-真应变曲线。结果表明:1Cr12Ni2W1Mo1V超临界钢的高温流变应力对温度和应变速率比较敏感。通过双曲正弦本构方程和线性回归分析构建1Cr12Ni2W1Mo1V高温塑性变形的本构模型,并将流变应力的预测值与实验值进行比较,二者拟合程度高,表明该模型能较好描述该钢在热变形过程中的流动行为。

12Cr2Mo1R钢焊条电弧焊焊接接头的性能

采用焊条电弧焊工艺用奥氏体A302焊条对12Cr2Mo1R钢进行焊接,焊后对焊接接头进行425℃保温370h的热处理;对焊接接头进行了显微组织观察、能谱分析、物相测定和高温拉伸、冲击试验。结果表明:焊缝区组织为奥氏体、δ铁素体和少量碳化物;焊接接头高温拉伸屈服强度比母材的大,焊缝区的冲击功比母材的低;在焊缝区产生了少量脆性碳化物(M23C6型)和铁-铬新相,造成焊缝区的脆性比母材的增大。

12Cr2Mo1VR钢SH-CCT曲线测定及分析

文中叙述了在Gleeble-3180热模拟试验机上采用热膨胀法进行12Cr2Mo1VR钢的热模拟试验,获得不同冷却速率下的相变点、显微组织和维氏硬度,并对其进行分析,绘制出12Cr2Mo1VR钢的模拟焊接热影响区奥氏体连续冷却转变图。结果表明:冷却速率小于0.25℃/s时,组织转变为铁素体和珠光体;冷却速率为0.25℃/s及以上时,贝氏体转变开始,硬度逐渐升高。

热处理工艺对12Cr2Mo1R钢的组织和性能影响

探讨了不同热处理工艺对12Cr2Mo1R耐热钢板性能和组织的影响，结果表明：随正火温度的升高贝氏体增加，强度提高，975℃正火后，显微组织为100％贝氏体和（Fe，Cr）3C型渗碳体；随回火温度的提高及回火时间的延长，强度降低，600℃回火时析出的纳米强化相不断长大成针状，同时，（Fe，Cr）3C型渗碳体不断球化，逐渐向（Fe，Cr）7C3型转化；正火处理后再经650℃回火处理，负蠕变现象消失。生产中12Cr2Mo1R钢宜采用正火＋回火处理，正火温度920～950℃，保温时间1．5～3．0min/mm；回火温度720～750℃，保温时间2．0～4．0min／mm。

12Cr2Mo1R钢相变规律研究

采用热膨胀法并结合金相组织分析及硬度变化来测定12Cr2Mo1R钢变形奥氏体的连续冷却转变温度,研究了钢的相变规律,结果表明,12Cr2Mo1R钢未变形奥氏体连续冷却转变,冷却速度<0.27 ℃/s时,组织为贝氏体+铁素体+珠光体;在0.27～8.4 ℃/s之间时,组织为贝氏体;>8.4 ℃/s时,组织为马氏体+贝氏体。变形奥氏体连续冷却转变,冷却速度<5 ℃/s时,组织为铁素体+珠光体+贝氏体;在5～20 ℃/s之间时,主要为贝氏体组织;>20 ℃/s时,得到的组织为马氏体+贝氏体。形变加速了奥氏体连续相变,使连续冷却相变温度提高。钢中Cr、Mo等合金元素,提高了过冷奥氏体的稳定性,使连续转变过程中出现了亚稳奥氏体区,提高了贝氏体的淬透性。

正火加热温度对12Cr2Mo1钢组织和性能的影响

12Cr2Mo1钢属低合金耐热钢,常用于制造在高温下工作的零部件。为使其获得较好的力学性能,通过试验研究正火加热温度对12Cr2Mo1钢组织和性能的影响。试验结果表明：当正火加热温度低于910℃时,正火后组织中有残存铁素体,导致低温冲击吸收能量偏低;当正火加热温度为910℃,正火保温时间为1.5~4.0 min/mm,回火温度为710℃,回火保温时间为2.0~4.0 min/mm时,热处理后的组织为均匀的回火贝氏体组织,综合力学性能较好。

舞钢大单重特厚12Cr2Mo1R(H)锻轧钢板的研发

根据大单重石化加氢核心设备用12Cr2Mo1R(H)锻轧钢板的生产工艺特点和技术难点,舞钢在开发过程中基于材料综合性能要求展开创新性成分设计,并通过锻造与轧制相结合的工艺以及精准完善的热处理工艺控制,成功研发出50 t级、最大厚度达174 mm的12Cr2Mo1R(H)锻轧钢板。钢板各项性能优良,内部组织致密,完全满足技术条件要求。

制造加氢反应器用12Cr2Mo1R(H)钢性能试验

高温、高压加氢反应器是加氢裂化和加氢脱硫装置的核心设备,现今大多采用Cr-Mo钢材料,最常采用2.25Cr-1Mo钢。尤其是其中的热壁加氢反应器壳体几乎绝大部分都采用该钢制造。随着冶炼技术的不断发展,这种钢的纯洁性、匀质性、抗氢性能、抗回火性能和综合力学性能亦在不断提高和改善,12Cr2Mo1R(H)钢在我国压力容器制造已得到广泛应用。通过对某钢厂生产的12Cr2Mo1R(H)钢板在不同状态下进行试验,分别检验了该钢的性能,以获得比较合理可行的热处理工艺规范指导生产,满足了设备制造的各项相关要求。