|
|
发表于 2008-1-11 20:01:53
|
显示全部楼层
来自： 中国山东聊城
钢的过热与过烧# s# z) R9 c5 ^4 }# c
在锅炉和压力容器制造中，对所用钢材进行热加工和热处理。此时，如果加热温度控制不当，加热不均会使材料超温，导致材料机械性能恶化。
# O* ~" N8 q+ j. d9 Y* T& |( ?' t K
9 p! D* c! E [1 V) |根据超温的程度和时间长短，钢材会发生脱碳，过热和过烧现象。
. i8 c: f: ]$ M3 t8 v' Y0 h2 i: l; j1 a% B
过热：钢被加热到Ac3以上某一温度，随着奥氏体晶粒的长大，在粗大的奥氏体晶界上，发生了化学成分的明显变化（主要是硫的偏析），在冷却时，或者在原始奥氏体晶界上保持了硫的偏析，或者产生了第二相（主要是硫化物）质点的网状沉积，导致晶界脆化，使钢的拉伸塑性和冲击韧性明显降低的现象。+ e) r6 r S( \$ ~
0 }3 S9 v, W9 d/ f, ~开始发生过热现象的温度为过热温度。不稳定过热（可恢复），稳定过热3 v! w, }1 Z! \% u6 x- O
5 l" n1 f+ |6 d5 z
如果没有硫的析出，不算是过热。6 E: e. X8 y( S, ?/ v$ Y2 v
9 x5 D5 t }9 p8 J- H. h2 M$ G过烧：钢被加热到接近固相线或固-液两相温度范围内的某一温度后，在十分粗大奥氏体晶界上不仅发生了化学成分的明显变化（主要是硫和磷的偏析），而且局部或整个晶界出现烧熔现象，从而在晶界上形成了富硫，磷的液相。在随后的冷却过程中，晶界上产生富硫，磷的烧熔层，并伴随着形成硫化物，磷化铁等脆性相的沉积，导致晶界严重弱化，从而剧烈降低钢的拉伸塑性和冲击韧性的现象。9 t% t; n! \7 e L
% H5 ^4 ^, d8 i7 H6 U, x
开始发生过烧现象的温度为过烧温度。
: M, }" _5 r. g- _" u$ B+ k
+ y. z' \; m- q) A0 O5 J+ {8.2 钢在高温加热中的变化
9 H5 R8 I: `4 X3 D0 d8 M8 S
# y# }8 V/ | ]! l% d8.2.1 奥氏体晶粒长大; f( P I& S& H; E7 U+ j6 y" d
$ i# ^+ g- F1 a& w3 Y: q! J
8.2.1.1 奥氏体晶粒长大速率/ X/ u8 S- d& ~" x- U' o. c
& D; v3 u2 [5 l5 G. o
$ O9 t6 T2 \7 ?& |3 j$ [D-晶粒长大后的平均晶粒直径，K-物性参数，t时间。
% c2 h% z# L0 a& k) w& X) `) c' I! {1 n8 s: j! m0 \0 V- |
8.2.1.2 奥氏体晶粒长大影响因素, U4 \3 x0 w& E
^2 q" N- s1 j9 M/ x# H2 m4 r
8.2.1.2.1 化学成分和冶炼方法
7 O, H7 V9 J* f
3 G- Z( v& R8 _. z8 T9 }, s$ B本质晶粒度指钢被加热到Ac3以上某一温度时奥氏体晶粒的大小。
+ s: m4 x9 u+ d
( R _5 y! f: T( R本质粗晶粒钢在冶炼时只用锰铁脱氧（沸腾钢）或用锰铁、硅铁脱氧的钢
/ e, Q1 U! A, C+ O: S5 i& o: l, e# q+ m# N/ |
本质细晶粒钢指在除锰铁和硅铁脱氧外，还用铝作脱氧剂的钢。
& {; [) K0 f! i4 m" M) W7 a3 Y
6 l/ D4 V: {) K& `% v) _9 J8.2.1.2.2 碳及合金元素
/ w$ S' v) n. d( n. ~7 l
4 m. X, Y u) F2 n, M! N含碳量增加，晶粒长大倾向增大。, W e" N* Z6 t- B
& _! v" z& P- ^9 ^2 P强烈抑制晶粒长大：Al,Ti,Nb,V,Zr5 T/ D( h: P6 [! w6 Q
' ^5 m. i/ M2 P7 e
中等抑制晶粒长大：Mo,W,Cr
) Q) Y% ~! `* Y5 x. K& y& W5 ?$ m8 @
微弱抑制晶粒长大：Cu,Co
) D6 ?0 c+ w0 y: x( p5 @6 R
2 g5 ^$ f4 z( W6 ?) t" U增加晶粒长大倾向：Mn,P
/ T- m# X/ A# s0 Y+ w+ G) {
6 \7 c. T' q& O0 k3 X4 s S8.2.1.2.3 加热温度
r4 I- @4 l; ?! u
" x' Q8 G6 F# T! O' V8.2.1.2.4 保温时间
& d l7 Y; F1 M; {' M, d% m: {
+ t0 H n/ f" H& {; x8.2.2 钢在高温加热时的成分和组织变化
( |4 m, g6 u/ j \) ^" e! x" f2 g$ }) _
8.2.2.1 第一阶段% n; p% E& ~' z/ ~0 ?
/ Z" l; a" y% g/ V* q0 X: j钢从Ac3温度到其过热温度以下的温度区间内加热。奥氏体逐渐长大。
4 m, Z7 W7 ? f! |( P- X3 N2 l
2 H+ w q- \. ~: o8.2.2.2 第二阶段- U. l: [# |: ?# m2 z* X4 _
* f# C. _1 ^4 y过热温度到过烧温度8 `1 k+ M3 j& |5 v0 O
* Y; X! v- v# [( l
硫析出
" p$ y# P* Y6 h/ y, M5 X! o/ |' B ? f7 j- b$ M5 @
8.2.2.3 第三阶段# h! `8 U+ G% }" u, L! S( K5 @9 M
$ O/ }% ^! f+ M3 j% R
指从钢的过烧温度至固-液相线温度区间内加热。# f l T3 g% W' X9 e% ?( Z( F# o
' R* R6 b) w7 `$ z5 z4 N在晶界上形成富硫，磷液相( _$ C! c0 x( w' q+ f! K
* J: N. S$ m& f$ v: |8.3 高温加热后的冷却
3 H5 |& h+ J9 q4 P" K) j' Q1 v$ `2 C8 z# c+ x0 Q1 [
8.3.1 第一阶段加热后的冷却6 p4 @: D3 i# |) P
& h* ?" L5 S2 s# u) G在此阶段加热后冷却，当冷至Ar3温度，A析出F，至Ar1，奥氏体发生共析反应转变为P。
* R3 F+ B" p1 B# o+ F" B( o N4 M1 i, c* j6 F
如在Ar3至Ar1冷却较快，会析出F的魏氏体组织。降低钢的冲击性能，会使钢的机械性能恶化。
4 ~9 e. O5 v& M V
& V k ]) ^8 q, e) ?8.3.2 第二阶段加热后的冷却( h/ D9 Q' E* J1 n$ G% H
: k% H+ G) |9 e1 z硫在铁中的溶解度很低，且随着温度的降低而急剧减少。
5 X7 h. L) ^; q/ V
- A: @. M- Q7 _4 Z' v第二阶段加热后冷却，冷却速度越高，冷却后的钢越接近于高温下的平衡状态；反之，晶界上的硫以平衡偏析为主，且在冷却过程中析出的硫化锰质点，将在缓慢冷却过程中逐渐聚集成团。
# H& C/ ?8 o; Y& ]1 A
. d8 y. z' d4 N1 _3 V8.3.3 第三阶段加热后的冷却) n2 [8 {; q' G D5 l+ g" [ q4 j
0 Y& Z# a3 }5 ^
粗大的A晶界上有富硫，磷的液相出现，特别是磷在晶界上的严重偏析。; U' ]7 U: q1 A. q. ]+ H
& D4 P! o9 A! B! q
8.4 钢的过热
6 \3 o6 l, G# o, q
7 i. C2 N. [* Z# Z8.4.1 钢的过热温度2 P$ e w8 r6 X" T5 i2 @$ d( T
X8 h) m% R& v9 r3 H0 W0 {
1200～1350℃之间。* n2 x D' J. Q$ h) H( ^: V- A
$ S1 x- c+ [: \% k
8.4.2 过热钢的特征+ W0 I2 u; ^: [1 b- c
; |, w' X; k( u: d8.4.2.1 宏观断口, y' D1 Y; A% l' B: \7 q. y
4 a1 Y; C& x0 v不稳定过热：结晶状断面
& z5 E% l" z: n. a6 A" D
: T, @$ {/ q V; i* C; M* C7 A稳定过热：无金属光泽的灰白色粒状断面
0 q# K- {/ M% H4 q
& r5 y$ R8 x2 ~8.4.2.2 显微特征3 y' y1 I; O, V' z3 ?) h
- | a8 v* t/ Z: ~# g# u# q6 I* T: v4 w% h
粗大的A晶粒，魏氏体组织，原始A晶界处S偏析或硫化锰沉淀/ J+ Z, L" A1 U. R* k/ i
# ^0 }+ x" s2 k& i8 V9 S
8.4.3 过热钢的机械性能
% X: n. {9 j3 g# V- |9 c$ ^5 ?5 r! L
塑性和冲击韧性明显降低，对强度和硬度基本无影响
: s/ g8 p( ], K6 n$ `% e- c: d' J
8.4.4 钢发生过热后的补救措施, Z6 ?* T7 `8 d
& c: J5 F- m0 D6 G
正火，淬火和回火* x6 h2 q8 {! s( R
# A9 b8 m: k, o& Y* g% s7 B7 n7 U
8.5 钢的过烧现象
i9 D4 j w# X. q! h L7 J4 v% n4 m' \
8.5.1 钢的过烧温度6 l" Z% b D; ]! b3 v
& L6 b6 @% @4 o. c
通常比过热温度高几十至一百度左右
3 }+ v0 [. p$ w A) q" Z1 v+ X# s" M( f
8.5.2 过烧钢特征, o* Z1 L% o$ m
# C5 b: S7 W: X3 u+ e5 m8.5.2.1 宏观断口7 S5 s# } u/ B4 w# C9 E( j
9 {- ]3 b) U) @2 ~2 {无金属光泽的灰白色石状断面! s; F- \9 L0 r! [% @
4 N# c1 m6 V- R8 j, n
8.5.2.2 显微特征1 X% J- O! A( ~ V2 U1 F1 {6 a
. v9 Z0 p. F0 d+ p% G
粗大的A晶粒，魏氏体组织，原始A晶界处富P，S烧熔层及原始奥氏体晶界上硫化锰和磷化铁沉淀。
+ R) K) j; O, r( g" b
3 ]9 Y) M8 @$ @* R# j% c8.5.3 过烧钢的机械性能
- A9 Z6 A5 i2 s' P7 u: U& P" O5 }4 N1 g
塑性和冲击韧性严重降低，必须报废。 |
|
[复制链接]
发表于 2008-12-29 22:29:04