正火處理對大規格合結鋼鍛材B探傷底波的影響

馬貴斌

（山西太鋼不銹鋼股份有限公司， 山西 太原 030003）

1 大規格合結鋼鍛材B正火處理實驗的背景

大規格合結鋼鍛材B屬于超高強度鋼，具有高強度和韌性，淬透性較高，鋼的熱強度也較好，鋼的可切削性良好，冷變形時塑性中等，這種鋼通常是在調質狀態下使用，主要用于制造截面積較大、在高應力條件下工作的調質零件，如軸、主軸以及受高負荷的操縱輪、螺栓、雙頭螺栓、齒輪等。合結鋼鍛材B化學成分如表1，實體材料見圖1。

表1 大規格合結鋼鍛材B化學成分 %

圖1 實物圖片

某公司簽訂一批大規格合結鋼鍛材B，訂貨狀態為熱處理，探傷級別為GB/T 6402—2008三級，鍛造、加工完畢后探傷時發現無低波，懷疑為鍛造后組織不均勻造成，鑒于此，山西太鋼不銹鋼股份有限公司（以下簡稱太鋼）進行了研究，對同一批次的鍛材進行熱鍛狀態和正火狀態對比試驗，發現正火對大規格合結鋼鍛材B探傷底波影響比較明顯。

2 理論基礎（見圖2）

圖2 正火曲線示意圖

正火[1]，又稱常化，是將工件加熱至tAc3（tAc是指加熱時自由鐵素體全部轉變為奧氏體的終了溫度，一般是從727～912℃之間）或tAcm（Acm是實際加熱中過共析鋼完全奧氏體化的臨界溫度線）以上30～50℃，保溫一段時間后，從爐中取出在空氣中或噴水、噴霧或吹風冷卻的金屬熱處理工藝。其目的是在于使晶粒細化和碳化物分布均勻化。

正火后的組織∶亞共析鋼為F+S，共析鋼為S，過共析鋼為S+二次滲碳體，且為不連續。

正火的主要目的是細化組織，改善鋼的性能，獲得接近平衡狀態的組織。

3 實驗方案

取同一批次的大規格合結鋼鍛材B按兩種工藝處理：

1）工藝A。大規格合結鋼鍛材B→加熱→鍛造→空冷→矯直→拋丸→探傷→精整→檢驗→交庫。

2）工藝B。大規格合結鋼鍛材B→加熱→鍛造→正火→矯直→拋丸→探傷→精整→檢驗→交庫。

正火曲線如下頁圖3。

4 實驗結果

1）工藝A探傷底波情況（見下頁圖4）。

2）工藝B探傷底波情況（見下頁圖5）。

由圖5可知大規格合結鋼鍛材B正火處理后探傷底波有明顯改善。

圖3 大規格合結鋼鍛材B正火工藝

圖4 工藝A探傷底波情況

圖5 工藝B探傷底波情況

5 結語

由于大規格合結鋼鍛材B鍛造狀態組織不均勻，探傷時無底波，正火處理后細化了組織，探傷底波明顯改善，便于檢測缺陷級別。

鑒于此，太鋼建議大規格合結鋼鍛材B訂貨時按正火態交貨，取得的明顯的效果。