Page 32 - 理化检验-物理分册2022年第三期

戚 蒿, 等: 化学成分对深水管道连接器 A694F65 钢冲洗压力帽锻件力学性能的影响
表 1 两种试样的化学成分

质量分数 / %
试样编号
C Si Mn S P Cr Ni Mo Nb V Al Ca

1 0.164 0.24 1.45 0.002 0.005 0.10 0.08 0.06 0.003 0.006 0.035 0.0006

2 0.091 0.24 1.21 0.003 0.006 0.20 0.82 0.28 0.005 0.024 0.032 0.0007
质量分数 / %
试样编号
Ti Sn Sb As Pb Bi B Cu H N O Cev

1 0.001 0.004 0.001 0.001 0.002 0.001 0.0004 0.07 1.2 0.0060 17 0.45

2 0.001 0.002 0.001 0.002 0.001 0.001 0.0003 0.06 1.3 0.0057 16 0.45
1.2 锻件试样的加工工艺
1.2.1 钢锭冶炼
两种设计成分的试样原材料均为 5.5t钢锭, 经

过 EBT ( 电炉) +LF ( 精炼炉) +VD ( 真空炉) 冶炼,
浇注方式为偏心底出钢浇注, 材料通过二次精炼以
及真空脱气, 充分镇静、 凝固后进行退火处理。
1.2.2 锻造工艺
对钢锭帽口与浇口进行充分锯切后, 坯料锻造
按照横 向、 纵 向 反 复 3 次 变 形, 始 锻 温 度 控 制 在
图 3 1 号锻件试样的强度测试结果

1150~1200 ℃ , 终锻温度控制在850℃ 以上, 总锻

造比大于 6∶1 , 锻后缓冷至室温, 以消除应力。
1.2.3 热处理工艺
因产品有效截面较厚, 在锻造热加工空冷至室
温后进行粗加工, 随后采用正火处理( 960 ℃+ 保温

5.5h , 空冷) 以消除锻件中的带状组织, 以达到组织
均匀化和细化晶粒的目的。

试样经正火空冷至室温, 其温度低于 204 ℃ 后

可进行调质处理( 920 ℃+ 保温 5.5h , 水淬), 水淬

严 格 按 照 APIRP-6HT-2013 HeatTreatment 图 4 2 号锻件试样的强度测试结果

andTestin go fCarbonandLowAllo ySteelLar g e
CrossSectionandCriticalSectionCom p onents 要

求的控制转移速度和冷却效果, 采用高压循环水泵
连接特殊管路进行强制水循环冷却, 随后进行回火

处理( 550 ℃+ 保温 6.0h , 空冷)。在回火过程中需

增加中间保温段( 350 ℃+ 保温 4.0h ), 使得富碳的
残余奥氏体提前分解, 以减小显 微组织的内应力。
1 号和 2 号试样经如上工艺加工后, 分别记为 1 号
图 5 1 号锻件试样的断后伸长率测试结果
锻件试样和 2 号锻件试样。
面, T 表示横截面。
2 试验结果与分析
由图 3~8 可见, 2 号锻件试样的力学性能比 1
2.1 锻件试样的力学性能 号锻件试样的有显著提高, 锻件试样全截面的力学
按照 DNVGL-RP-0034 标准, 对两种锻件试样 性能相对均匀, 且其淬透性均满足需求。在相同的
进行全截面( 1 / 4 t , 1 / 2t , 3 / 4t , t 为最大壁厚) 的力学 回火温度条件下, 铬、 镍和钼元素发挥其基体强化及
性能测试, 结果如图 3~8 所 示, 图 中 L 表 示 纵 截 耐高温回火的特性, 保证了锻件试样的屈服强度满
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