X20Cr13熱處理工藝

X20Cr13為馬氏體不銹鋼，主要用作汽輪機(jī)動力和靜葉片。經(jīng)過近兩年的使用，該產(chǎn)品探索了該材料的熱處理工藝參數(shù)。但由于各鋼廠內(nèi)部質(zhì)量和表面質(zhì)量存在一定差異，熱處理后常溫沖擊性能不合格，表面細(xì)微裂紋淬火后膨脹，后續(xù)加工無法加工圖案尺寸，造成報廢。因此，鑒于生產(chǎn)現(xiàn)狀，有必要影響它X20Cr13鋼熱處理后性能不合格的主要原因，積累相關(guān)數(shù)據(jù)，為改進(jìn)和改進(jìn)大型生產(chǎn)熱處理工藝提供可靠依據(jù)。化學(xué)成分和機(jī)械性能要求（見表1。表2）。推薦的熱處理工藝淬火：950~1050℃油冷或空冷；回火：≥650℃,空冷。

影響葉片性能不合格或報廢的因素有淬火溫度、淬火冷卻方式、回火溫度、回火冷卻方式、回火時間、力學(xué)性能試驗(yàn)溫度和鋼廠進(jìn)料表面質(zhì)量。X20Crl3鋼的化學(xué)成分和中國傳統(tǒng)鋼種2Cr13鋼相似。由于該系列鋼含有大量碳化物形成元素鉻，過冷的奧氏體穩(wěn)定性很大，使C曲線向右移動，大大降低了馬氏體的轉(zhuǎn)變點(diǎn)，因此臨界淬火速度較小，馬氏體組織可馬氏體組織。Cr根據(jù)13鋼的長期實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，如果淬火溫度較低，組織中的碳化物不能*溶解，強(qiáng)度和沖擊韌性往往較低；如果淬火溫度較高，馬氏體組織可能過熱，導(dǎo)致回火后沖擊韌性降低。

根據(jù)表試驗(yàn)結(jié)果，屈服強(qiáng)度、斷裂后伸長率和斷面收縮率均符合規(guī)范要求；抗拉強(qiáng)度、沖擊性能和硬度部分超過規(guī)范要求。表中的主要工藝參數(shù)分析如下。從980開始℃和1020℃油淬的性能比較為980℃和1020℃油淬，不同溫度回火后的抗拉強(qiáng)度和沖擊性能Ax,(3個樣品的平均值)見圖1。從圖1可以看出，9800℃油淬和1020℃油淬的抗拉強(qiáng)度前者略低，但其沖擊值增加較多。

從表中可以看出，隨著回火冷卻速度的減慢，沖擊值下降較多，空冷比油冷下降約24%，爐冷比空冷下降約20%。

X20Cr13鋼葉淬火溫度為1萬℃以下是合適的。空冷淬火葉片的性能*可以滿足要求。在大型生產(chǎn)裝爐的情況下，如果冷速慢，會影響沖擊性能，因此更適合采用風(fēng)冷淬火。X20Cr13鋼有回火脆性傾向，回火冷卻速度應(yīng)稍快，風(fēng)冷更合適。回火時間應(yīng)充足，回火5回火5回火脆性傾向，回火冷卻速度應(yīng)稍快。h以上，鋼的綜合機(jī)械性能較好。油淬后應(yīng)力大，微裂紋擴(kuò)展深，應(yīng)及時回火；在保證機(jī)械性能要求的前提下，采用較慢的冷卻方法（風(fēng)冷）淬火是降低微裂紋擴(kuò)展深度的有效措施。X20Cr13鋼對沖擊試驗(yàn)溫度比較敏感，取規(guī)范中的試驗(yàn)溫度上限比較有利。