A105阀门用钢高温力学性能研究.pdf

3 0 ， { I 全 2 0 1 3 年5 月 第 二 期 A 1 0 5阀门用钢高温 力学性能研 究 留津津 苏利川 严国卫 朱国栋 鲁欣武 杭 州钢铁集团公司技术中心杭州 3 1 0 0 2 2 摘 要 利 用 G l e e b l e 一1 5 0 0热模拟机对 A1 0 5阀门用钢的高温力学性能进行测试， 并通过扫描 电镜对断 口 形貌进行分析和研 究。试验结果表 明 在 1 1 0 - 3 ／ s 的应变速率下， A1 0 5钢的第 1 脆性温度 区为熔 点 一1 3 0 o c C， 高温塑性 区为 9 2 5 ～1 2 5 0 C， 第Ⅲ脆性温度 区为 6 0 0 9 0 0 。在 实际生产过程 中， 应严格 控制钢中的化学成分， 采用合理的二冷制度 ， 使铸坯的矫直温度避开第 m 脆性温度区， 以改善铸坯 质 量。 关键词 A 1 0 5 ； 阀门用钢 ； 高温力学性能； 断面收缩率 O 前言 钢的高温力学性能与铸坯裂纹有直接关 系， 铸 坯凝固过程坯壳所受各种力 的作用是外 因， 而钢对 裂纹的敏感性是内因。本文利用 G l e e b l e 一1 5 0 0热 模拟 机对 A 1 0 5阀门用钢的高温力学性能进行 测 试 ， 并通过扫描 电镜对断 口形貌进行分析和研究 ， 为 A 1 0 5 钢铸坯质量的改进提供了重要的理论依据。 l 试 验方法 1 ． 1 试样制备 再 录 V 5 5 。7 ； 。 ／ l l l l 口 1 U l l Ⅲ 1 ． 2 测试方法 试验采用半凝 固试件的加热历程 ， 即先将试样 加热到 1 3 5 0 o C， 再降至试验温度。试 验前 ， 将一对 P t P t l 0 ％R h热 电偶分别单根点焊在试样表面， 以 测量试样温度 。试验时 ， 试 样室通人 流量为 1 L ／ m i n的氩气防止氧化 ， 并 以 1 0 ℃／ s 的速度将试样升 温到 1 3 5 0 ℃并保温 5 m i n ， 然后以 2 0 0 C ／ m i n的速度 冷却至试验温度并保温 l m i n ， 再 以 1 1 0 I 3 ／ s 的应 变速率进行拉伸。试样拉断后 ， 立即对断口附近区 域大量喷水冷却 ， 测量 断 口尺寸 以计 算断 面收缩 率 ， 并记录试样断裂时的强度极 限。最后 ， 利用扫 描电镜观察断 口形貌 ， 分析断裂方式及原因。 试验的温度及形 变制 度如图 2所示。试验温 度为 6 0 0 ℃ ～1 3 0 0 ℃， 其 中 7 0 0 ℃ ～9 0 0 o C的试验点 间隔是 2 5 ℃， 其余为 5 0 ℃。试验 以抗拉强度 R m 和断面收缩率 z 表征钢的高温力学性能。 图 1 高温力学性能测试试样加工示意图 试验所用材料取 自2 4 0 i n l n 2 8 0 1T ll n 断面 A 1 0 5 钢连铸坯 ， 在铸坯近表面 1 ／ 4处沿拉坯方 向取样， 加工成两端带有螺纹的 1 01 2 0 m l n的标准热模 拟拉伸试样 ， 如 图 1所示。试验用 A 1 0 5钢 的化学 啊 成分如表 1 所示。 表 1 试验用 A 1 0 5钢化 学成分 ％ C S i Mn P S A1 N 0． 2 0 0． 2 5 0． 9 】 0． 01 5 0． 0 06 0 0 1 4 7 0 0 0 9 3 时阃 图 2 拉 伸试 验 的温度 和形 变制度