4147钢大直径厚壁管外表面淬火工艺.pdf

第34卷第1期
热处理技术与装备
Vol 34. No. 1
013年2月
RECHLLI JISHU YU ZHUANGBEI
Feb,2013
工艺研究
4147钢大直径厚壁管外表面淬火工艺
陈香,黎新春,郑世建,杨宇军,潘文
渐江格洛斯无缝钢管有限公司,浙江绍兴312367)
摘要:重点介绍了浙江格洛斯无缝钢管有限公司研制大直径厚壁气瓶用4147无缝管取得的进展
和工艺特,点。对4147密封样环性能的检测结果表明:4147密封样环经单面淬火高温回火后,完全
满足高强度和-40℃低温高冲击功的要求,对 ASTM A519其余牌号钢的开发有一定的指导意义。
关词:4147钢;高强度高韧性;外表面淬火
中图分类号:TG156.34文献标志码:A文章编号:16734971(2013)01-0004
Quenching Process of Outer Surface for 4 147 Steel
Large Diameter Thick Wall Pipe
CHEN Xiang, L Xin-chun, ZHENG Shi-jian, YANG Yu-jun, PAN Wen
Zhejiang Geluosi Seamless Steel Tube Co, Itd., Shaoxing Zhejiang 312367, China
Abstract Progress and process characteristics of large diamter thick wall gas cylinders with 4147 seamless
steel pipe which is developed by hejiang Geluosi seamless steel tube limited company are mainly intro
duced in this paper. Test results of the 4147 sealing ring property show that properties of 4147 seal ring
can fully meet requirements for the high strength and low temperature impacting energy at -40C after out-
er surface quenching and high temperature tempering, and it has a certain guiding significance to develope
the rest of brand steel in ASTM A519
Key words: 4 147 steel; high strength and high ductility; outer surface quenching
4147钢牌号出自 ASTM A519。AS19标准中规定适合生产的治炼方式,热处理工艺制度,使4147
定了4147钢的化学成分,并没有规定其力学性能。钢密封样环调质后的抗拉强度和低温冲击韧性得到
般情况下,客户按照 ASME SA-372/SA--372M较好的匹配,满足产品的技术要求。
标准中的J级70类指定其力学性能
4147钢经调质后具有较高的强度、冲击韧性和
技术难点
耐热性,同时具有好的淬透性,被国外广泛应用在
在国内,4147钢牌号用于大直径厚壁无缝钢管
机械设备的重要零件上。近日,浙江格洛斯无缝钢的生产尚为少见,可以参考的资料很少,这大大増加
管有限公司(以下简称格洛斯公司)接到4147钢作了工艺开发的难度。同时,客户提出的抗拉强度和
为生产大直径厚壁无缝气瓶管的材料,并提出进行-40℃低温冲击功较高,具体见表1。如何在单面
管端密封,外表面淬火的热处理工艺要求,大大提高淬火的情况下满足表1的力学性能要求成为一大难
了热处理的难度。本文主要介绍格洛斯公司通过制点。
收稿臼期:202-11-01
作者简介:陈香(984一),男,工程师,学士,主要从事无缝钢管热处理工艺、材料研究及新产品开发
联系电话:15258502648;E-mail:chenxian8833163.com
万方数括
热处理技术与装备
第34卷
表14147钢管的力学性能要求
时,钢的纯净度以及夹杂物的形态和大小也必须得
Tahle 1 The mechanical properties of 4147 steel pipe
到严格的控制。因为B类夹架物、C类夹杂物以及
抗拉强度/MPa屈服强度/MPa伸长率/%-40℃冲击功/
828-944
≥621
D类球形夹杂物氧化物易造成冲击功昇常波动
≥18
≥3
钢中的S会造成热脆,降低礽性;有害元素As、Sn、
2炼钢
Pb、Bi、Sb等难熔金属,在晶界上富集,易导致晶界脆
为保证钢管的力学性能要求,4147钢管的化学
化,冲击功下降。钢中の2越多,越容易在钢中形成
成分见表2,并规定根据 ASTM A255标准的计算公氧化物,形成脆性断裂的几率增加;H2含量高,易发
式得出的最小临界溶火直径不小于139.5m;在牛腕,降低钢的综合机械性能;N2含量高,时效硬
ay实验中,试详测得的落氏硬度值50HRC处的化、硬度增大,金属延展性变差,因此也必须给子
表层厚度不小于19mm,以保证钢管的溶透性。问控制。
表24147钢管的化学成分(质量分数,
Table 2 The chemical composition of 4147 steel pipe(wt%
化学元素
要求值
≤0,003
≤0.004
檢测值
0,45~0.500.15~0.350.75~1.00
≤0.0
0.801.100.15-0.25
注:①钢中0≤50pPm,N≤80Ppm,1H≤3ppm;
②钢中残余As≤0.03%,Sn∈0.01%,且As+Pb+Sn+Sh+Bi≤0.035%。
3试制工艺
轧→定径→炉冷一矫直→锯切→取样→内外磨→探
3.1坯料检测
伤检验一成品,其中d500mm连铸坯的加热工艺曲
坯料采用某厂提供的500mm连铸坯,经过电线如图1所示,具体热轧工艺参数见表4。
炉+炉外精炼+真空脱气方法进行治炼。连铸圆管
坯经连铸、缓冷后,低倍组织缺陷、非金属夹杂物分
1263010℃
别按照YB/T1979评级图和CB/T10561-2005中
A法进行检验评级,其缩孔、中心疏松和偏析均不大
于1.0级,非金属夹杂物A类、B类、C类、D类均不
83015℃
大于0.5级。其化学成分见下表3。
630?15
表34147钢管坏的化学成分(质量分数,%
Table 3 The chemical cm on of 4147 see ominous casting billet(w%)
炉号 C Si Mn P S C
时间h
S1120305QX0.480.220.940.0120.U61.020.180.050.D03
图14147坯料加热工艺曲线
注:As+Sn+PB+Sb+=0.019%≤0.035%
Fig. I The heating process curve of 4t47 blank