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太鋼20Cr13高合金馬氏體型不銹耐熱鋼硬度值因素的分析
發布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司
更新時間：2013-08-27
? ? 20Cr13是高合金馬氏體型不銹耐熱鋼，具有高抗蝕性、抗氧化、高強度、高韌性和足夠的熱強性等特性。由于其較好的綜合機械性能使其廣泛應用于制造法蘭、零固件、泵體、軸類等構件。用戶實際使用時，為便于鋸、切等深加工應用，希望20Cr13棒材硬度控制在190HB以下。但目前太鋼20Cr13棒材產品符合要求的比例僅為60%，不能很好地滿足客戶需求。
鋼的硬度是指材料表面抵抗塑性變形或破裂的能力，影響鋼的硬度因素有化學成分、晶粒的大小、組織結構及雜質等，在化學成分、軋制工藝穩定的前提下，成品硬度的影響因素主要取決于成品熱處理制度。
20Cr13棒材軋制工藝流程：方坯→加熱→軋制→鋸切→棒材退火→矯直→檢驗→交庫。20Cr13棒材退火主要使用臺車爐、坑式爐、箱式退火爐等三種不同爐型。退火爐主要參數見下表1：
表1??退火爐主要參數
| 項目
|
坑式退火爐
|
臺車退火爐
|
箱式退火爐
|
| 爐數（坑位）
|
4
|
4
|
3
|
| 裝爐量（噸）
|
≤80
|
≤60
|
≤80
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| 加熱方式
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熱電阻
|
煤氣噴嘴
|
熱電阻
|
不同爐型與棒材硬度關系見下表2。
表2??不同爐型與棒材硬度關系
| 項目
|
坑式退火爐
|
臺車退火爐
|
箱式退火爐
|
| 規格（mm）
|
100
|
100
|
100
|
| 裝爐量（噸）
|
78.754
|
71.344
|
96.059
|
| 硬度（HB）
|
191
|
172
|
206
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通過對不同爐型同規格、冷裝情況比較可知，臺車爐的硬度值最低，坑式爐其次，箱式爐最高。
不同裝入方式與棒材硬度值比較見表3。
表3??不同裝入方式與棒材硬度值
| 項目
|
坑式退火爐
|
臺車退火爐
|
箱式退火爐
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| 裝入方式
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熱裝????冷裝
|
熱裝????冷裝
|
熱裝????冷裝
|
| 規格（mm）
|
92???????-
|
92??????92
|
92??????92
|
| 硬度（HB）
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178??????-
|
162??????161
|
167??????181
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太鋼技術人員通過對退火熱處理工藝分析，對比各爐型退火處理參數與硬度的關系，確定了降低鋼材硬度的控制措施：
1）退火爐型選用及改進：以臺車退火爐為主處理，同時加強對采用煤氣加熱爐型溫度調整的控制，制定合理的操作制度，減小爐內溫度偏差，提高溫度命中率，降低硬度及減小波動；
2）規格分段：分規格段制定了相應的熱處理工藝，減小規格差異對硬度的影響；
3）裝爐方式：在相同工藝條件下，臺車退火爐進行預熱并保溫一定時間后，再按熱裝工藝處理，硬度可達到熱裝的處理水平；
4）規范裝爐量：控制在50～90%的處理量，減少爐內層差影響，既能保證發揮爐子的處理能力，也能降低硬度。
綜上所述，在綜合分析20Cr13棒材硬度偏高的因素下，重點對棒材退火工藝進行了分析探討，并采取相應措施有效地降低了其硬度，使硬度值達到要求的比例有改進前的61%提高到了91%，有效解決了20Cr13棒材硬度波動和硬度值偏高的問題，滿足了用戶的要求。