零件名称:不锈钢壳体


材质:321不锈钢


热处理要求:


  a. 固溶化热处理,Rm≥520N/m㎡;R10.2≥205N/m㎡;A≥35%;Z≥60%;硬度为140~190HB.


   b. 组焊后消除焊接应力处理。



1. 零件常见失效形式及应具备的性能


 该零件是重要部件,除正常的性能要求外,还要求较高的耐腐蚀性,特别是耐晶间腐蚀性能,整体部件应具有低的残余应力。晶间腐蚀破坏是极危险的,一旦零件在运行中产生晶间腐蚀,将给设备带来致命的危害。较低的残余应力要求也是从整套设备的运行稳定性考虑的。



2. 材料选用原则及热处理方法选择


 该零件要求高的耐腐蚀性,特别是耐晶间腐蚀性能,而且是组焊结构,材料应具有良好的焊接性能和焊后消除应力的可行性。为此,选择含稳定化元素钛的奥氏体不锈钢1Cr18Ni9Ti是合适的。该材料经固溶化处理和焊后稳定化处理,不但可保证力学性能要求和耐晶间腐蚀要求,还能彻底消除加工及焊接应力,完全可以满足设计的要求。



3. 零件主要加工工序


 锻造-粗加工-固溶化处理(A)-性能检验-机横加工-焊接-消除应力处理(稳定化处理)(B)-机械加工-清理-检查。



4. 热处理工艺分析及应注意的问题


  a. 固溶化处理


  321不锈钢是典型的奥氏体不锈钢,零件的固溶化处理工艺见图8-29。


图 29.jpg



  采用1020~1050℃加热并充分保温,力求合金元素充分溶解于奥氏体中,以保证材料有足够的耐腐蚀性能。固溶化温度低了固然不好,但也不能太高,加热温度太高对于奥氏体不锈钢锻件来说,也要考虑晶粒长大的问题,因为晶粒粗大对力学性能和耐腐蚀性能都将产生不利的影响,另外,加热温度太高,也可能在奥氏体组织中存在高温铁素体,这也是不利的。


 b. 消除应力处理(稳定化处理)


  该壳体要求高的耐晶间腐蚀性能和低的残留应力,采用加工和焊接后的稳定化处理是最佳的工艺方法,其综合作用是其他工艺方法不能取代的。


  首先,该壳体加工和焊接后,已不允许再进行固溶化处理(主要考虑变形问题),采用稳定化处理,完全可以使壳体(包括焊缝和热影响区)的耐腐蚀性能达到最佳状态。


图 30.jpg


  其次,壳体加工量较大,又经过焊接,壳体中存在加工应力和焊接应力是必然的,采用稳定化处理,完全可以消除这些应力,保证壳体的残余应力为最低。具体的工艺见图8-30。