1Cr5Mo鋼連鑄坯的高溫物理性能

1、1Cr5Mo鋼連鑄坯的高溫物理性能王愛蘭（包鋼鋼聯(lián)股份有限公司技術(shù)中心，內(nèi)蒙古包頭014010）摘要采用熱力模擬實(shí)驗機(jī)，對1Cr5Mo鋼進(jìn)行了高溫物理性能的測試。結(jié)果表明，1Cr5Mo鋼的高溫強(qiáng)度較大，抵抗外力作用強(qiáng)，雖然在975C和1100C這兩個溫度點(diǎn)抵抗外力作用迅速降低，但在1100C之后強(qiáng)度有所增加且穩(wěn)定。其高溫抵抗變形能力較強(qiáng)，高溫面縮率較高，達(dá)到90流右。隨溫度的升高，在750E-850°C溫度區(qū)間體積收縮，發(fā)生了a鐵素體向丫鐵素體的轉(zhuǎn)變，其A溫度較高，在1100C-1300C溫度區(qū)間其變形量不大。根據(jù)其高溫特點(diǎn)，軋制過程中，適當(dāng)提高軋制溫度，延長保溫時間，可大幅提高無縫

2、鋼管合格率。關(guān)鍵詞1Cr5Mo鋼；高溫物理性能引言1Cr5Mo合金鋼主要用來軋制高壓化肥、石油裂化用無縫鋼管，具有良好的強(qiáng)度、韌性及力學(xué)性能其生產(chǎn)工序較長，技術(shù)要求水平高，鋼的高溫性能對其工藝有直接的影響。2011年4月煉鋼廠采用BOF-LF-VD-CC生產(chǎn)工藝生產(chǎn)了10爐斷面為270mm1Cr5M連鑄坯，無縫廠在軋制鋼管過程中，合格率偏低，出現(xiàn)廢品的主要原因為鋼管內(nèi)表面出現(xiàn)鱗片狀的折疊。為此本文對1Cr5Mo鋼連鑄坯進(jìn)行高溫強(qiáng)度、高溫塑性和膨脹系數(shù)的測定，并對鋼在各溫度區(qū)的性能變化進(jìn)行了分析。1試驗材料試驗用鋼取自采用BOF-LF-VD-CC生產(chǎn)工藝生產(chǎn)的圓坯，斷面尺寸為270mm在鑄坯表面

3、以下20mm處取樣，加工成10mm<80mm的圓柱形試樣，化學(xué)成分見表1.表11Cr5Mo鋼的化學(xué)成分/%CSiMnPSAlsCrMo0.120.370.440.0120.010.0054.5560.5522.試驗方法與分析2.1高溫塑性和強(qiáng)度的測試與分析抗拉強(qiáng)度及斷面收縮率是表征鋼的高溫力學(xué)性能優(yōu)劣的兩個重要指標(biāo)，塑性曲線及強(qiáng)度曲線是鋼的高溫力學(xué)性能的特征曲線。高溫塑性和強(qiáng)度測試在MMS-20C型熱力模擬實(shí)驗機(jī)上進(jìn)行。測試溫度在800C-1300C,試樣以10C/S升溫速度升到目標(biāo)溫度，保溫20S后直接進(jìn)行拉伸。根據(jù)試樣拉斷后的斷口直徑、初始狀態(tài)的直徑和斷裂前的最高載荷計算試樣在各溫度

4、下的斷面收縮率和抗拉強(qiáng)度。圖1為1Cr5Mo鋼在不同試驗溫度下檢測的面縮率和高溫強(qiáng)度曲線。100溫度（）300250200150504面縮率+強(qiáng)度圖11Cr5Mo鋼的高溫面縮率和強(qiáng)度由圖1可見，試樣的抗拉強(qiáng)度隨溫度升高而逐漸降低。在975C時降低幅度較大，在975C-1050C之間強(qiáng)度有所增加，之后隨溫度升高強(qiáng)度繼續(xù)降低，在1100C出現(xiàn)一最低點(diǎn)，之后隨溫度的升高其強(qiáng)度有所增加且穩(wěn)定在35MP進(jìn)右。對于斷面收縮率，一般以60%乍參照，來劃分熱塑性曲線中高塑性區(qū)和低塑性區(qū)的范圍.由圖1可知，試樣在高溫狀態(tài)具有良好的塑性，基本上不存在脆性區(qū)，在800C-1050C溫度段面縮偏低，面縮在70%-86

5、%范圍內(nèi)，在1075C面縮為96.39%,之后隨溫度的升高，其面縮一直維持在97流右。說明此鋼高溫韌性好，在1000C-1300C具有很好的抵抗變形能力。2.2熱膨脹系數(shù)的測試與分析熱膨脹系數(shù)測試在全自動快速相變儀上進(jìn)行，試樣從200C開始加熱到1300C，升溫速度10C/S，每間隔50C進(jìn)行一次測定，測量1Cr5Mo鋼在升溫過程中膨脹系數(shù)的變化量。圖2為試驗鋼從200C升溫到1300C過程中溫度與膨脹系數(shù)的變化關(guān)系，而膨脹系數(shù)與膨脹量的關(guān)系由公式：L=LXaXt來確定2，其中:L鋼樣長度變化量；L鋼樣原始長度；a膨脹系數(shù)；t溫度變化量。由公式可知，膨脹系數(shù)與膨脹量的關(guān)系為正比例線性關(guān)系圖21

6、Cr5Mo鋼的高溫膨脹系數(shù)1816)14-01210數(shù)8脹6420井W3少4505屮6少於8少9少襯1150淨(jìng)溫度（C）由圖可見，1Cr5Mo鋼在200E-700C內(nèi)，隨溫度增加，鋼的體積變化不大；從750C-850E隨溫度增加，鋼的體積發(fā)生收縮，在850E時收縮到最小，從850E-1300E的升溫過程中，體積發(fā)生了相反的變化，隨溫度的升高，鋼的體積逐漸恢復(fù)到初始狀態(tài)，在1100E-1300E其變形量不大。發(fā)生這種變化的原因是因為Cr、Mo均可提高A溫度，同時使Fe-FesC合金相圖中的共析轉(zhuǎn)變點(diǎn)左移。通過以上分析，1Cr5Mo鋼在高溫狀態(tài)下（1100E以上）具有良好的強(qiáng)度、韌性。針對其高溫狀

7、態(tài)下的性能特點(diǎn)，對其原有軋制工藝進(jìn)行了改進(jìn)，把加熱爐的均熱保溫時間延長40分，穿孔后溫度提高了15E，使1Cr5Mo無縫鋼管合格率由原來的76.8%提高到92.25%。3.結(jié)論1Cr5Mo鋼的高溫強(qiáng)度較大，抵抗外力作用較強(qiáng)。在975E和1100E這兩個溫度點(diǎn)抵抗外力作用迅速降低，在1100E之后，其強(qiáng)度又有所增加且穩(wěn)定。1. 1Cr5Mo鋼高溫抵抗變形能力較強(qiáng)。在1100E之后其面縮率較高，達(dá)到90%罕右。2. 隨溫度的升高，1Cr5Mo鋼在750C-850C發(fā)生了a鐵素體向丫鐵素體的轉(zhuǎn)變,其Ai溫度較高，在1100C-1300C其變形量不大。3. 針對其高溫狀態(tài)下的性能特點(diǎn)，生產(chǎn)廠通過采取延長加熱爐的均熱保溫時間、提高穿孔后溫度等措施，使1Cr5Mo無縫鋼