2.25Cr-1Mo合金钢回火脆化过时效现象的研究

研究了2.25Cr-1Mo合金钢在回火温度下时效处理时,发生回火脆化和回火脆化的过时效反偏聚现象。应用非平衡偏聚的动力学理论,确定了成分(%)为0.15C、2.32Cr、0.95Mo、0.009P的2.25Cr-1Mo合金钢在650℃140 h回火时钢中磷的非平衡晶界偏聚规律。试验得出,2.25Cr-1Mo合金钢650℃磷非平衡偏聚的临界时间t_c为20 h,晶界磷的原子浓度,由初始状态的0.016%提高至最大值2.79%。根据试验数据进行的动力学计算,得出的计算曲线与试验结果吻合,验证了非平衡晶界偏聚空位-复合体模型的扩散机制。     

2.25Cr-1Mo钢低温冲击性能和韧脆转变温度研究

对2.25Cr-1Mo钢进行了系列温度的夏比V型缺口冲击试验,通过冲击吸收能量和断口形貌研究了其低温冲击韧性和韧脆转变温度。结果表明,该钢管在高于-30℃温度时呈韧性断裂或韧脆性混合断裂,低于-30℃呈解理脆性断裂。其韧脆转变温度为-23.9℃。     

3Cr—1Mo和2．25Cr—1Mo低合金钢的回火脆化敏感性

对于Cr-Mo低合金钢断裂韧性的敏感性有相反的结论报导,因此,有必要进二步研究说明产生相反结论的原因。本研究通过对3Cr-1Mo和2．25Cr-1Mo2种类型钢的断裂韧性的变化,观测其产生的原因,合理解释产生相反结论的原因。为研究钢的脆化敏感性,使用了一个J因素,因为有高J因素的Cr—Mo低合金钢对回火脆性较敏感。对于这些合金的感应回火脆化,采用了从高温到室温一个周期234h的分段冷却工艺。对脆性合金和非脆性合金的某些机械性能进行了检测和对比,结果表明,分段冷却工艺对抗拉强度和硬度没有显著影响,但对冲击抗力影响很大。     

1Cr12Ni3Mo2VN（M152）耐热钢的脆化机制

12%Cr耐热钢的脆化一直是材料研究的热点问题,借助于力学性能测试、金相分析、断口扫描分析以及TEM微观结构分析,研究了1Cr12Ni3Mo2VN（M152）耐热钢在淬火、回火以及时效过程中产生的脆性,结果表明：淬火时的冷却速度对冲击韧性有显著的影响,冷却速度过慢将导致不可逆脆性,其脆化机制是由于缓冷时M23C6碳化物沿原奥氏体晶界连续析出,以及回火时残余奥氏体发生分解导致M2C碳化物沿奥氏体薄膜连续析出,杂质元素的原奥氏体晶界偏聚不是产生脆化的原因,导致不可逆脆化的淬火缓冷通过的温度区间为820℃～660℃;与回火温度有关的脆性有二类：450℃～500℃回火产生的（475脆性）,脆化严重,其脆化机制是杂质元素的原奥氏体晶界偏聚和脆性相的析出,去脆化处理可以恢复其韧性;另一类是在约625℃回火产生的,脆化程度较轻;高温回火后缓冷引起的脆化很复杂,杂质元素的晶界偏聚、粗碳化物的析出以及二次淬火均导致回火脆性,通过去脆化处理均可以恢复其韧性。杂质元素的晶界偏聚是脆化的主导机制,二次淬火引起的脆化受环境影响非常大,引起的脆化也非常严重,是产品质量不稳定的主要原因。595℃长期时效脆化主要是由碳化物的析出以及杂质元素的非平衡晶界偏聚引起的,临界时间约为100h,通过去脆化处理可以恢复其部分韧性。     

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%。     

压力容器用12Cr2Mo1R钢板的研制

本文介绍了12Cr2MolR钢板的生产工艺和性能,详细地研究了钢板热处理工艺与组织及性能的关系,钢板在较宽的回火参数范围内均能得到良好的性能。对12Cr2MolR钢板的抗层状撕裂性能和抗回火脆化能力的研究证实均能满足临氢设备用2.25Cr-1Mo钢板的技术要求。     

临氢21/4Cr-1Mo焊接接头的回火脆化倾向性

采用步冷试验法对21/4Cr-1Mo钢焊接接头的回火脆化倾向性进行评定试验。结果表明,由于焊缝、焊缝金属的回火脆化倾向性,试验焊接接头焊接热影响区的韧性高于焊接热影响区。由于焊缝和母材的磷含量较低,磷偏聚对回火脆化倾向性的影响较小,而组织结构对韧性和回火脆化倾向性的影响较大。     

炼油热壁加氢反应器用超纯净焊材用钢

因反应器在 32 0～ 5 5 0℃ ,14～ 2 2MPa和加氢条件下使用 ,炼油厂热壁加氢反应器筒体焊缝材料3Cr 1Mo 0 .2 5V ,2 .2 5Cr 1Mo V ,9Cr 1Mo等钢均要求高的纯净度 :P≤ 0 .0 0 3% ,S≤ 0 .0 0 3% ,H≤ 2× 10 - 6 ,O≤ 30×10 - 6 ,N≤ 80× 10 - 6 ,回火脆化敏感系数J =(Si+Mn) (P +Sn)× 10 4 ≤ 10 0 % ,X =(10P +5Sb +4Sn +As)× 10 - 2 ≤15× 10 - 6 。讨论了超纯净度焊材用钢生产工艺和研发的可行性。     

3Cr-1Mo-1/4V钢的组织与性能

采用金相，TEM，XRD等方法研究了3Cr-1Mo-1/4V钢组织与性能，结果表明：3Cr-1Mo-1/4V钢在550℃回火时出现二次硬化现象，其强度，硬度达到极大值，随回火温度的升高和回火时间的延长，强度，硬度下降，而塑性增加，经模拟最大焊后热处理（Max.PWHT)后的拉伸性能和模拟最小焊后热处理（Min.PWHT)后的－18℃夏比（V型）冲击韧性均满足加氢反应器的设计要求，筒体锻件性能分析表明，力学性能均匀，达到了加氢反应器的技术要求，良好的成分均匀性，淬透性和准贝氏体回火组织是该钢具有良好强韧性的原因。     

复杂应力状态2.25Cr-1Mo钢的高温低周疲劳裂纹扩展规律

用带预裂纹的缺口试件研究2.25Cr-1Mo钢高温低周疲劳裂纹扩展规律,通过疲劳试验观察裂纹扩展寿命,应用ANSYS计算裂纹尖端应力应变分量和当量弹、塑性应变范围,利用当量J积分范围表征2.25Cr-1Mo钢在复杂应力状态下的低周疲劳裂纹扩展速率.结果表明:疲劳裂纹扩展速率da/dN与当量J积分范围△Jf的关系不受试件缺口型式和加载应变范围的影响,用当量J积分来评价2.25Cr-1Mo钢的高温低周疲劳裂纹扩展规律是有效的.     

Reversible temper embrittlement of rotor steels

The susceptibility to temper embrittlement of eight different rotor steels has been studied in terms of the effects of composition, of cooling rate from tempering temperature, of isothermal aging, of steel-making practice and of strength level and tempering temperature. The Ni Cr Mo V steels tested showed increasing susceptibility to temper embrittlement with increasing nickel content. The normally marked susceptibility of a high phosphorus 3 pct Cr Mo steel was eliminated by the removal of manganese. Embrittlement in a 3 pct Ni Cr Mo V steel was caused by the equilibrium segregation of solute atoms to the prior austenite grain boundaries. Two Cr Mo V steels tested were not susceptible to temper embrittlement. Electroslag remelting and refining had very little effect on the susceptibility of the steels tested. Strength level and tempering temperature had no effect on the degree of embrittlement of the 3 pct Ni Cr Mo V disc steel. The possibilities of remedial action include an adjustment of the post tempering cooling rate, to optimize the conflicting interests of minimum temper embrittlement and adequate stress relief, and the production of very low manganese rotor steels.     

The influence of Mo on P-lnduced temper embrittlement in Ni-Cr steel

The effects of the addition of Mo on the temper embrittlement susceptibility of a P-doped Ni-Cr steel were studied. It is shown that P-induced temper embrittlement can be eliminated for aging times up to 1000 h at 475 and 500°C, presumably by the scavenging effect of Mo on P, if the Mo : P ratio is high enough and if the Mo is not precipitated by C. The latter reaction, which allows temper embrittlement to proceed, can occur more rapidly as the aging temperature or C content is raised. Formerly Research Fellow in the Department of Metallurgy and Materials Science, University of Pennsylvania H. C. Feng Formerly with Research Staff, LRSM, University of Pennsylvania     

1Cr12Ni3Mo2VN耐热钢的回火工艺

利用金相显微镜、扫描电镜和透射电镜等研究了1Cr12Ni3Mo2VN耐热钢的回火工艺,结果指出试验钢产生第一类回火脆性的主要原因是马氏体板条界存在聚集长大的Fe_3C及M_3C脆性相,导致冲击韧性显著下降。Mo_2C与基体处于共格状态,使基体周围晶格产生很大的静畸变是次要原因;产生第二类回火脆性的原因,一是由于碳化物M_(23)C_6沿原奥氏体晶界和马氏体板条界迅速聚集并粗化,二是板条间残余奥氏体膜因碳贫化而发生热失稳分解。结合技术协议要求,为了有利于组织的稳定性,本试验钢的最佳回火工艺为580℃×2h空冷。     

Effect of trace elements, molybdenum, and intercritical heat treatment on temper embrittlement of 2-1/4Cr-1 Mo steel

To minimize the temper-embrittlement susceptibility of 2 l/4Cr-lMo steel, minor changes in trace-element content and/or heat treatment will provide an improvement. Specimens containing two trace-element and six molybdenum levels were quenched and tempered to 100 ksi (690 N/mm²) tensile strength and embrittled by either isothermal aging at 900‡F (480°C) for 1000 h or step cooling. When 33 ppm of P, Sn, As, and Sb are present, fracture appearance transition temperature (FATT) remains at about -130°F (-90°C) between 0.5 and 1.4 pct Mo. When 405 ppm of the trace elements are present, embrittled FATT reaches a minimum -50‡F (-45°C). Thus, temper embrittlement can be suppressed by maintaining low trace-element concentrations. Intercritical heat treatment at 1575°F (855°C) also reduces temper embrittlement in air-cooled l/2 in. (13 mm) thick plates which simulate water-quenched heavy plates.     

Effect of trace elements,molybdenum, and intercritical heat treatment on temper embrittlement of 2-1/4Cr-1 Mo steel

To minimize the temper-embrittlement susceptibility of 2 l/4Cr-lMo steel, minor changes in trace-element content and/or heat treatment will provide an improvement. Specimens containing two trace-element and six molybdenum levels were quenched and tempered to 100 ksi (690 N/mm²) tensile strength and embrittled by either isothermal aging at 900?F (480°C) for 1000 h or step cooling. When 33 ppm of P, Sn, As, and Sb are present, fracture appearance transition temperature (FATT) remains at about -130°F (-90°C) between 0.5 and 1.4 pct Mo. When 405 ppm of the trace elements are present, embrittled FATT reaches a minimum -50?F (-45°C). Thus, temper embrittlement can be suppressed by maintaining low trace-element concentrations. Intercritical heat treatment at 1575°F (855°C) also reduces temper embrittlement in air-cooled l/2 in. (13 mm) thick plates which simulate water-quenched heavy plates.     

甲醇合成塔用 150 mm SA387Gr22C12 钢板组织和力学性能

对 150 mm 厚 SA387Gr22C12 钢板( / % : 0．13 ～0．14C,0．09Si,0．55 ～0．56Mn,0．004P,0．001S,2．48 ～2． 49Cr,1．11～1．12Mo) 模拟焊后拉伸性能、－29 ℃ 冲击性能、金相组织及回火脆化倾向评定等进行试验,并检测了交货态(正火 + 回火) 、最小模拟焊后态、最大模拟焊后态及步冷试验后的钢板各项性能指标 。结果表明,钢板的回火脆化 倾向不明显,其结果 CvTr55 + 2．5ΔCvTr55 为－63 ℃,完全满足甲醇合成塔用钢板的技术要求。     

中温临氢钢12Cr2Mo1R回火脆性研究

对正火回火状态的中温临氢钢12Cr2Mo1R进行模拟最小程度焊后热处理试验,采用阶梯冷却加速脆化法,进行了回火脆化处理,并对12Cr2Mo1R钢的回火脆化敏感性进行了研究。试验研究结果表明:12Cr2Mo1R具有良好的抗回火脆化性能,该钢在阶梯冷却试验前后的组织形貌无明显变化。     

合金元素对Cr-Mo钢第二类回火脆性影响研究综述

对于一些长期在中温条件下服役的Cr-Mo钢(2.25Cr1Mo),由于钢中P、S等有害杂质元素在服役过程中不断向晶界偏聚,降低了晶界结合力,致使该类钢出现第二类回火脆性这一关键问题.为了探寻降低这类Cr-Mo钢第二类回火脆性倾向的有效方法,提高材料安全服役可靠性,从溶质元素偏聚机制出发,总结分析了合金元素晶界偏聚及改善...     

特厚临氢设备用钢12Cr2Mo1R(SA387Gr.22Cl.2)的试制简

 介绍了特厚临氢设备用12Cr2Mo1R(HIC)钢板的生产工艺和技术指标,详细研究了钢板热处理工艺与组织对模拟焊后热处理和回火脆化倾向等性能的关系。以118mm厚钢板为例,给出了化学成分及力学性能结果,结果表明该特厚临氢设备用12Cr2Mo1R钢板成分均匀、杂质元素含量低、综合力学性能优良、回火脆化敏感性低。