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19Mn6钢板改锻作锅炉锻件的试验研究
发布时间：2013-10-21 09:35 来源：未知
1、引言
按年1500～2000万千瓦的生产任务计算，用作锅炉汽包的19Mn6钢板用后剩下大约上百吨的边角余料�？悸�19Mn6钢与20、25钢的化学成分接近、性能相当，同属碳素钢类型，如果用19 Mn6钢板余料改锻代替20、25钢锻件作联箱端盖等零件，既可节约20、25钢，又可以把边角余料充分利用起来，这样可以降低锅炉成本，提高经济效益。
经过可行性论证分析，用19Mn6钢板代20、25钢作阀门联箱端盖等锻件是完全可行的。为了在生产中顺利推广使用，掌握锻造方法，用19Mn6钢板余料进行了锻造工艺试验，结果表明，19Mn6锻件的各项性能指标均达到了相应的技术标准要求，可以用于生产，现将试验过程与结果分析如下。
2、试验用材料
2.1化学成分
选用19Mn6钢板余料，材质检验编号为K96-002，检验试样号88，其化学成分如表1。
2.2力学性能
试验用100mm厚的19Mn6钢板余料，其材料力学性能如表2所示。
2.3试料的超声波探伤检查
为了保证锻件质量，对试料(100 mm X190 mrn×200 mm)进行了超声波擦伤检验，擦伤仪器型号为USIP-11，探头频率2 MHz，采用直探头，探头直径∮24 mm。探伤方法采用纵波接触法，探伤零部件安ZBJ74003/881级，探伤结果全部合格。
3、试验方法
3.1试验用料的切取
试验用料取厚度100 mm的19Mn6钢板余料，采用手工气割下料，为防止锻造时产生裂纹，对气割面进行磨光。锻件坯样尺寸为100 mm×190 mm×200 mm，试料数量3件。
3.2锻造工艺及设备
我厂用于200，300，600 MW锅炉上的20、25钢联箱端盖，检查验收按厂标30-85-089技术条件。试验用零件图号为95-5466联箱端盖II型，规格为∮219mmX 28 mm，锻造时使用套模锻05-268，设备选用3t自由锻锤，锻件最终成形后的毛坯如图l所示。
3.2.1锻造温度及冷却方法
锻造过程中采用光学高温计进行测温，其温度规范及锻后冷却方式如表3所示。
3.2.2锻造方法
试件的锻造采用3t自由锻锤，与实际生产相同的锻造方法，即一般锻造法，将100 mmX190 mmX200 mm的方料直接镦粗、滚圆，锻打成∮200 mm左右的圆柱体，再用套模锻05-268锻成端盖。
3.2.3锻造比
镦粗前的坯料高度：H前=200；镦粗后的坯料高度：Hra =106 mm;锻造比：Y=H前/Hra=1.9。对于锻件的锻造比要求，按照30. 85. 089标准规定，采用热轧锻造时，锻件主截面的锻造比不得小于1.6，因此该试验的锻造比满足技术条件的要求。
3.3锻后的热处理工艺
锻后热处理为三种状态：一件不热处理，一件正火，一件正火十回火。正火处理规范为：加热温度910～940℃，保温时间1 min．mm-1，空冷。
4、试验结果
4.1锻件的外观检查及力学性能
检查锻件外观，未发现裂纹等有害缺陷，表面质量良好，满足了30. 2001. 089标准要求。
各取以上3种热处理状态的端盖（2拉6冲）试样，加工成标准的拉力和冲击试样，其中冲击试样采用V型缺口，测定其力学性能见表4。
从表4看出，19Mn6锻件性能较好，能满足30. 85. 089标准中20、25钢锻件的力学性能要求。
4.2锻件的金相组织
不同热处理状态下，锻件的金相组织如表5及图2所示。
5、结果分析
(1)从上述试验看出，19Mn6钢板的化学成分与20、25钢是相近的，而其中Si、Mn含量比20、25钢高，但在锻造过程中没有影响19Mn6锻件的性能质量，相反，由于Si、Mn元素的固溶强化，使锻件保持了较高的强度。
(2) 19Mn6钢板按生产中常用的碳钢锻造工艺锻造后，锻件的力学性能都达到了30. 85. 089标准中20、25钢锻件的性能要求。在30. 85. 089标准中规定，冲击试样采用U型缺口试验验收，而这次试验中，采用了V型缺口试样，是一种比较严格的试验试样。试样的U型与V型缺口，两者之间虽然没有直观的对照标准，但一般认为，同一钢种用V型缺口试样测得的Akv冲击值相当于U型缺口试样测得的Aku的1／2。如果一种钢要求Akv值是40J，而用V型缺口试样的Akv值只需要20 J就合格了。按照这样的规律，10号试样最低的Akv冲击值40 J（相当于U型缺口的Aku值80 J）满足了厂标30. 85. 089中的20、25钢冲击值的要求，所以19Mn6锻件无论是锻态或热处理状态，其力学性能均满足20、25钢锻件的性能要求，富通新能源销售生物质锅炉，生物质锅炉主要燃烧木屑颗�；怪频哪拘忌镏士帕Ｈ剂稀�
(3)从金相组织观察看出，19Mn6钢板的组织为铁素体十珠光体，而锻后19Mn6锻件的组织仍为铁素体十珠光体，但是不经热处理锻件组织粗大，还有少量的魏氏体组织，这种组织使冲击值不均匀。锻件经正火热处理后，魏氏体组织消除，冲击韧性值大大改善。所以从上面试验看出，19Mn6锻件锻后须进行正火热处理。
(4)下料的方法对锻件质量有一定的影响。手工气割后，气剖面比较粗糙，在锻造过程中，由于反复镦粗拔长，容易在原气割面产生裂纹或折叠。因此手工气割下料后，必须在气割面进行修磨，才能保证锻件质量。
6、结论
(1)利用19Mn6钢板余料锻后代替20、25钢锻件，作为联箱端盖等零件是可行的。
(2) 19Mn6钢锻件的锻造温度可选择为：加热温度1200℃，保温1min．mm-1；始锻温度1100～1150℃；终锻温度≥850℃，锻后空冷。
(3)锻后采用正火热处理，加热温度为910～940℃；保温时间为1min·mm-1，空冷。
(4)因气割下料，气割面粗糙、质量差，必须进行修磨。建议将余料割成条状，锻成方钢，再用锯床下料，这样可以保证质量，不用修磨。
