德國(guó)牌號(hào)的X12Cr13鋼種具有良好的綜合力學(xué)性能和耐蝕性能,因此被用于壓縮機(jī)增壓系統(tǒng)的部件。我公司在試制X12Cr13鋼葉輪的初始階段,由于對(duì)該鋼的特性不夠了解,因此在電爐錠軋制電極坯料以及電渣鋼錠鍛制毛坯鍛件時(shí)，均出現(xiàn)大量較為嚴(yán)重的表面裂紋,造成很多的廢品。經(jīng)過(guò)不斷的探索及對(duì)工藝的改進(jìn),最終研究出一整套成形工藝,使產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品質(zhì)量水平。

鍛件交貨技術(shù)條件

化學(xué)成分見(jiàn)表1

冶煉方法:堿性電爐＋電渣重熔。

鍛件總鍛比≥3。

鍛件以鍛后低溫退火(防白點(diǎn))狀態(tài)交貨。

超聲波探傷檢驗(yàn)符合五級(jí)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。

工藝路線(xiàn)

X12Cr13鋼葉輪的工藝路線(xiàn)為:電爐冶煉→澆注鋼錠( 3.15t錠)→去應(yīng)力退火→鋼錠表面清理軋制電極坯料→電渣重熔→電渣錠加熱→鍛造→低溫退火→光面探傷→檢查尺寸→交貨。

熱加工時(shí)產(chǎn)生裂紋的原因分析

X12Cr13的相組成為馬氏體＋鐵素體,而高溫塑性主要取決于奧氏體與鐵素體相的相匹配關(guān)系。因此可以通過(guò)研究鐵素體相在不同條件下的數(shù)量、形狀,來(lái)找出最佳的熱加工工藝參數(shù)。通過(guò)不同條件下取樣觀(guān)察鐵素體相的變化情況表明鐵素體相隨著溫度的提高、保溫時(shí)間的延長(zhǎng),其含量不斷增加，由10%增加到 45%,最高可達(dá)到50%;其形狀也由條狀到塊狀再向棱角狀變化。通過(guò)繪制的鐵素體形狀隨溫度和時(shí)間變化的區(qū)域圖可以看出,鐵素體在圖中隨溫度﹑保溫時(shí)間的不同,有不同的形狀區(qū)域。當(dāng)加熱溫度超過(guò)1210℃時(shí),鐵素體相均變化為棱角狀;當(dāng)加熱溫度低于1 000℃時(shí),鐵素體相均保持著條狀;在1 000 ~1 210 ℃之間,隨保溫時(shí)間的不同或呈條狀、或呈塊狀、或呈棱角狀,也有時(shí)三者共存。X12Cr13鋼加熱時(shí),理想的鐵素體相條狀溫度區(qū)域應(yīng)該是:1 120 ~1 200 ℃,保溫時(shí)間不大于2 h,1 120 ~1 050 ℃,保溫時(shí)間不大于5 h,1 050 ~ 1 000 ℃,保溫時(shí)間不大于10 h,見(jiàn)圖1。

X12Cr13鋼是馬氏體＋鐵素體組織的雙向結(jié)構(gòu),其中鐵素體含量占40%左右,經(jīng)過(guò)試制研究,為工業(yè)化生產(chǎn)該鋼種提供了相適應(yīng)的冶煉、加工、熱處理等工藝。

鐵素體形狀變化是惡化X12Cr13鋼的熱加工性能的主要因素,特別是棱角狀鐵素體會(huì)嚴(yán)重降低鋼種的塑性。因此可以通過(guò)控制鋼中主要元素來(lái)解決鋼錠加工過(guò)程中的裂紋,以及通過(guò)改進(jìn)加熱制度來(lái)解決軋制裂紋、鍛造裂紋等問(wèn)題。適宜的軋制加熱溫度為1 180 ~ 1 200℃(料溫)﹐保溫時(shí)間≤3 h;鍛造加熱制度為1 150 ~ 1180 ℃（料溫),根據(jù)鋼錠尺寸嚴(yán)格控制保溫時(shí)間。

通過(guò)大量的試制研究工作,我公司已經(jīng)形成了X12Cr13毛坯鍛件的生產(chǎn)線(xiàn),產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，可以滿(mǎn)足生產(chǎn)出口設(shè)備的要求。