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00Cr22Ni5M03N雙相不銹鋼封頭固溶熱處理

文檔作者：丁穎劉大博文檔來(lái)源：撫順機(jī)械設(shè)備制造有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2025年10月21日
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第39卷第2期
2010年3月
石油化工設(shè)備
PETR( CHEMICAL EQUIPMENT
Vo1．39 NO．2
M ar． 2010
文章編號(hào)：】0OO一7466(2O10)02 0058—03
00Cr22Ni5Mo3N雙相不銹鋼封頭固溶熱處理
丁穎，劉大博
(撫順機(jī)械設(shè)備制造有限公司，遼寧撫順 113006)
摘要：介紹了OOCr22Ni5Mo3N雙相不銹鋼封頭的固溶熱處理．7-藝、固溶熱處理中應(yīng)注意的問(wèn)題
以及在固溶熱處理時(shí)采取的防變形措施。
關(guān)鍵詞：00Cr22Ni5Mo3N雙相不銹鋼；封頭；固溶熱處理；變形；措施
中圖分類(lèi)號(hào)：TQ 050．6； TG 156．94 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B
Solution Heat Treatment of 00Cr22Ni5M o3N Dual-phase Stainless Steel Heads
DING Ying， LIU Da—bo
(Fushun M echanical Equipment Manufacturing Co．Ltd．， Fushun 113006，China)
Abstract：00Cr22Ni5M o3N Dual—phase stainless steel heads solution heat treatment process was
introduced，and the caution during the processing was introduced as wel1． In the process，anti—
forming measures of the heads in the heat treatment was proposed．
Key words：00Cr22NiSMo3N dual—phase stainless steel； head； solution heat treatment de—
form ation； m easure
雙相不銹鋼是奧氏體和鐵素體共存相比例約各
占一半的不銹鋼，其中某一相的數(shù)量最多不能超過(guò)
65 ，這樣才能保證其綜合性能。由于雙相不銹鋼
綜合了許多鐵素體和奧氏體有益的性能，所以雙相
不銹鋼具有獨(dú)特的有別于常用不銹鋼的特性。
0OCr22Ni5Mo3N雙相不銹鋼有較高的屈服強(qiáng)度，可
以冷成型也可熱成型。冷成型一般不需熱處理，但
是當(dāng)變形量超過(guò)2O 時(shí)則應(yīng)采用固溶熱處理。該
鋼在350～975℃加熱之后會(huì)產(chǎn)生Cr N、d、Y、a相
等有害組織，這些組織都屬用脆性相，會(huì)影響鋼的力
學(xué)性能和耐腐蝕性能，為了避免這些相的析出，
00Cr22Ni5Mo3N雙相不銹鋼熱成型應(yīng)在95O～
1 150℃ 的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行，熱成型后在1 020～
1 100。C溫度范圍內(nèi)進(jìn)行固溶熱處理，之后應(yīng)快速
冷卻才能得到鐵素體面積分?jǐn)?shù)約為4O ～50 的
雙相組織，獲得比較高的強(qiáng)度和比較好的塑性。文
中以00Cr22Ni5Mo3N雙相不銹鋼封頭的固溶熱處
理為例，介紹該鋼固溶熱處理中應(yīng)注意的問(wèn)題以及
在封頭的固溶熱處理時(shí)采取的防變形措施。
1 00Cr22Ni5Mo3N雙相不銹鋼封頭固溶熱
處理工藝
00Cr22Ni5Mo3N雙相不銹鋼是一種富Cr、Mo
的奧氏體一鐵素體超低碳雙相不銹鋼，在熱處理的過(guò)
程中，極易析出一種高含Cr、Mo的Fe—Cr(-Mo)金
屬間化合物 相l(xiāng)1]。該相硬而脆，在鋼中少量存在
便可大幅破壞鋼的塑性和韌性。O0Cr22Ni5Mo3N
雙相不銹鋼的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線(xiàn)(CCT曲線(xiàn))見(jiàn)圖
1，鐵素體的等溫轉(zhuǎn)變動(dòng)力學(xué)曲線(xiàn)(TTT轉(zhuǎn)變曲線(xiàn))
見(jiàn)圖2¨】]。圖1和圖2的曲線(xiàn)是正確制定該鋼熱處
收稿日期：2009—10—27
作者簡(jiǎn)介：丁穎(1964一)，女，遼寧撫順人，工程師，學(xué)士，從事壓力容器熱處理工藝編制工作。
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第2期 丁穎，等：00Cr22Ni5Mo3N雙相不銹鋼封頭固溶熱處理 ·59·
圖1 O0Cr22Ni5Mo3N雙相不銹鋼的
連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線(xiàn)
圖2 00Cr22Ni5Mo3N 雙相不銹鋼的
鐵素體等溫轉(zhuǎn)變的動(dòng)力學(xué)曲線(xiàn)
理工藝的主要依據(jù)，從圖1可知，o相開(kāi)始析出的臨
界溫度大體在850～950 oC，冷卻速率越小，a相析
出就越完全，促使 相析出就越多，相對(duì)硬度也就
高，鋼易變脆，脆化會(huì)在35O～525℃ 出現(xiàn)。
00Cr22Ni5Mo3N 雙相不銹鋼封頭熱成型在
950～1 150^C進(jìn)行，在低于950℃時(shí)會(huì)進(jìn)入d相脆
性溫度范圍，故熱成型之后需進(jìn)行固溶熱處理。不
同固溶溫度對(duì)相比例的影響見(jiàn)圖3l】]，在固溶狀態(tài)
(1 02O～1 100。C水冷)下鐵素體面積分?jǐn)?shù)大約為
4O ～5O ，隨著溫度的升高鐵素體量逐漸增加，并
且晶粒成軸狀。不同固溶溫度對(duì)該鋼室溫力學(xué)性能
影響見(jiàn)圖4_1]，由圖4可知，在1 000～ 1 100 C，
00Cr22Ni5Mo3N雙相不銹鋼的強(qiáng)度和塑性均較好，
至1 15O|C時(shí)塑性下降，強(qiáng)度升高。
00Cr22Ni5Mo3N雙相不銹鋼封頭的固溶熱處
理工藝曲線(xiàn)見(jiàn)圖5。固溶熱處理的升溫速度要盡可
能快，在封頭的固溶熱處理的過(guò)程中，所需保溫時(shí)間
按每1 mm板厚2 min計(jì)算，但保溫時(shí)問(wèn)最少應(yīng)為
圖3 不同固溶溫度對(duì)相比例的影響
圖4 不同固溶溫度對(duì)力學(xué)性能的影響
圖5 固溶熱處理工藝曲線(xiàn)
2 0Cr22Ni5M03N封頭固溶熱處理后快速
冷卻操作注意事項(xiàng)
O0Cr22Ni5Mo3N雙相不銹鋼封頭固溶熱處理
后，需要浸在水中快速冷卻，要求浸在水中后封頭表
面上的水處于流動(dòng)狀態(tài)，以防止在封頭表面形成水
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石油化工設(shè)備 2010年第39卷
膜，影響封頭的冷卻速度，封頭出水溫度應(yīng)不大于
200 ℃ 。
為方便封頭固溶熱處理后的快速冷卻操作，可
采取如下措施。
(1)直徑小于1 000 mm的封頭，可按圖6所示
在封頭敞開(kāi)端焊環(huán)形支撐并在支撐板上焊起吊吊
耳，方便冷卻操作。
圖6 封頭支撐及起吊結(jié)構(gòu)不圖
(2)對(duì)直徑較大且封頭頂部有開(kāi)孔的封頭，固溶
熱處理前可在封頭頂部開(kāi)一個(gè)小中心孔，一般孔的
直徑需不小于3o mm，在封頭敞開(kāi)端加環(huán)形支撐并
焊起吊用吊耳，見(jiàn)圖7。
(3)對(duì)直徑較大，又無(wú)開(kāi)孔的封頭，可采用圖8
的結(jié)構(gòu)，設(shè)置環(huán)形支撐、起吊用吊耳以及排氣管，排
氣管一般對(duì)稱(chēng)設(shè)置2根，采用 80 ITlm 的鋼管焊在
環(huán)形支撐板上，沿環(huán)形支撐板圓周均勻設(shè)置3個(gè)起
吊用吊耳。
3個(gè)吊耳
圖7 封頭頂部有開(kāi)孔的封頭支撐示圖
個(gè))
圖8 封頭頂部不能開(kāi)孔時(shí)環(huán)形支撐板示圖
3 實(shí)例[ ，。]
某冷卻器的殼體規(guī)格O700 ITlmX 8(10)mm，其
00Cr22NiSMo3N雙相不銹鋼封頭熱成型后進(jìn)行固
溶熱處理，在1 O50～1 100℃保溫1 h，然后立即水
冷。固溶熱處理后相關(guān)試樣的力學(xué)性能見(jiàn)表1。從
表1可知，固溶熱處理后OOCr22Ni5Mo3N雙相不
銹鋼封頭材料的鐵素體面積分?jǐn)?shù)為56．13 ，鐵素
體相比例約占一半，滿(mǎn)足奧氏體和鐵素體共存相比
例約各占一半的要求，其抗拉強(qiáng)度為780 MPa、下屈
服強(qiáng)度為630 MPa，強(qiáng)度指標(biāo)均超過(guò)相關(guān)技術(shù)要求。
一4O℃低溫沖擊試驗(yàn)結(jié)果為142 J、173 J、150 J，遠(yuǎn)
超過(guò)技術(shù)要求，硬度為207 HB、202 HB、215 HB，也
較為理想。金相檢驗(yàn)無(wú)a相、Y相、a相等有害相析
出，顆粒邊界上無(wú)沉積物存在。晶問(wèn)腐蝕試驗(yàn)表明，
經(jīng)固溶熱處理后的材料試樣無(wú)晶間腐蝕傾向。
表1 00Cr22Ni5Mo3N雙相不銹鋼封頭固溶熱處理結(jié)果
表1結(jié)果說(shuō)明，經(jīng)固溶熱處理后的材料力學(xué)性
能、抗晶間腐蝕、金相組織等完全滿(mǎn)足產(chǎn)品技術(shù)要 參考文獻(xiàn)：
求，證明該固溶工藝是正確的。 [1] 吳玖，魏振宇，韓俊媛，等·雙相不銹鋼[M]·北京：冶金工藝
4 結(jié)語(yǔ) [2]
00Cr22Ni5Mo3N雙相不銹鋼封頭固溶熱處理 [3]
時(shí)應(yīng)注意溫度的均勻性、足夠的保溫時(shí)問(wèn)及冷卻速
度，須避免因固溶不充分使封頭在壓制過(guò)程中遺留
殘余應(yīng)力過(guò)高，導(dǎo)致在某些介質(zhì)中引發(fā)應(yīng)力腐蝕。
出版社，1996．
ASME SA一370，鋼制品力學(xué)性能試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法和定義
[s]．
1979美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)(AsTM)標(biāo)準(zhǔn)年鑒．金相學(xué)、無(wú)損檢
測(cè)(第11分冊(cè))[M]．冶金工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)化研究所，譯．北京：中
國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1982．
(杜編)

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