加氫反應(yīng)器是石油化工 行業(yè) 的關(guān)鍵設(shè)備之一，材料主要選用抗高溫蠕變、抗氧蝕能力強的12Cr2Mo1鋼。由于在高溫、高壓、臨氫條件下工作，對鋼的質(zhì)量要求非常嚴格。不僅要滿足強度、韌性和氫腐蝕的要求，還要具有良好的焊接性能和成型性能。CrMo鋼長期在350～575℃溫度范圍工作時會出現(xiàn)脆變現(xiàn)象，材料因回火脆性會引起韌性惡化，發(fā)生脆性斷裂，因此，還應(yīng)滿足鋼的抗回火脆化要求。 研究 認為鋼的回火脆性與P、Sn、As、Sb等殘余元素的含量有很大關(guān)系，這些元素會在奧氏體晶界偏析并引起晶界弱化。通過 研究 國內(nèi)外12Cr2Mo1鋼的生產(chǎn)工藝，制定合理的生產(chǎn)工藝，某公司成功開發(fā)出加氫反應(yīng)器用12Cr2Mo1筒體鍛件。具體生產(chǎn)工藝如下：
冶煉：為了提高鋼的綜合力學(xué)性能，在煉鋼過程中應(yīng)嚴格控制P、S、Sn、As、Sb、Cu等殘余元素及H、O、N氣體元素的含量，減小回火脆化傾向。Sn、As、Sb等殘余元素與O的親和能力比Fe低，在煉鋼過程中無法有效去除，因此電爐冶煉應(yīng)選用低殘余元素、低硫、低磷廢鋼和料頭。
精煉：在精煉過程中盡可能多地用C粉擴散脫氧，擴散脫氧劑要分批加入，保持還原氣氛，少用硅鋁鈣鋇粉脫氧，以提高鋼水的純凈度。并且采用高堿度精煉渣進行白渣操作完成脫硫，合金加完后要求精煉白渣保持時間≥20min。精煉出鋼前加入微量合金元素Nb細化晶粒、優(yōu)化成分。VCD真空碳脫氧時，在真空度小于66.7Pa下處理時間大于15min。要隨時觀察爐渣的噴濺情況，一旦有噴濺預(yù)兆，反充氣降低真空度。
鍛造及鍛后熱處理：在185MN油壓機上鍛造，選用75t鋼錠，鍛件重量為47.98t，鋼錠利用率為64%。分四火鍛造成型，鍛造溫度1250～750℃，變形過程總鍛造比為6.4。鍛后熱處理采用正火＋回火。12Cr2Mo1鋼比較理想的組織是貝氏體組織，具有良好的強韌性、組織穩(wěn)定性、耐熱疲勞性，并且比馬氏體組織或鐵素體＋珠光體具有更好的抗回火能力。
通過SEM、EDS等試驗手段對鋼中夾雜物的大小、形貌、數(shù)量進行 研究 ，發(fā)現(xiàn)鋼中夾雜物多為脫氧產(chǎn)物及合金料和耐火材料的氧化產(chǎn)物，主要為硅鋁酸鹽復(fù)合夾雜物。試驗表明，12Cr2Mo1鋼的純凈度較高，大于10μm的夾雜物約為0.47%。非金屬夾雜物級別達到標準要求，A＋C≤2.0，B＋D＋Ds≤2.5，A＋B＋C＋D＋Ds≤4.0。
綜上所述，采用EBT電爐→LF精煉→VCD真空處理→VC真空澆注→鋼錠熱送→加熱→鍛造→鍛后熱處理的工藝生產(chǎn)的12Cr2Mo1鍛件，能夠滿足質(zhì)量及性能的要求。
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