184 化 工 机 械 2007年
16MnR(HIC)和16Mn钢中夹杂物和晶粒度的对比研究
秦 华3 胡传顺 艾忠阳 崔 勇
(辽宁石油化工大学) (辽宁抚顺石油三厂)
摘 要 在正火+回火+PWHT(690±14℃保温8h)条件下,对16MnR(HIC)和16Mn钢中夹杂物的形态、分布和晶粒度等级情况进行对比研究。结果表明,16MnR(HIC)钢的晶粒度等级为9级,16Mn钢晶粒度等级为7.5～8级。16MnR(HIC)钢中夹杂物少于16Mn钢,夹杂物以细小的氧化物为主,有少量的硫化物,无硅酸盐类夹杂物,且氧化物呈分布,没有形成串状或网络状。关键词 16MnR(HIC)钢 16Mn钢 晶粒度 夹杂物
中图分类号 TQ05014+1 文献标识码 A 文章编号 025426094(2007)0420184203
16MnR(HIC)钢由于具有抗氢致开裂能力,在
石油石化和其他领域中得到广泛的应用,其中用在含有H2和湿H2S介质的压力容器和反应器等设备上,具有独特的优越性。但是,钢的晶粒度和各种缺陷将直接影响其力学性能,笔者研究在正火+回火+PWHT条件下16MnR(HIC)和16Mn钢中夹杂物的形态、分布和晶粒度等级情况。1 试样制备及试验方法
在16MnR(HIC)钢和16Mn钢板上各切取10mm×10mm×10mm的试样,其化学成分如表1所示。1.1 晶粒度试验方法
将试样正火(900℃下保温1h)后取出投入水中急冷保持高温组织,对试样进行磨制和抛光后
[1,2]
放入60℃饱和苦味酸溶液中浸蚀8min,然后用清水冲洗后,擦拭酒精吹干。
表1 16MnR(HIC)钢和16Mn钢化学成分%
钢种
16MnR16Mn
C0.130.20
Si0.370.36
Mn1.231.54
P0.0090.022
S0.0040.016
Cr0.060.07
Ni0.060.04
1.2 夹杂物试验方法
对试样进行磨制和抛光,擦拭酒精吹干,观察夹杂物。2 试验结果分析2.1 晶粒度结果分析
试样晶粒度金相照片见图1。
图1 试样奥氏体晶粒度金相照片 ×100
3秦 华,女,1978年12月生,助教。辽宁省抚顺市,113001。
第34卷 第4期 化 工 机 械 采用比较法,按照ASTME112标准对试样进行晶粒度评定:16MnR(HIC)钢的晶粒度等级(9级)高于16Mn钢晶粒度等级(7.5～8级)。一般地,在一定的含碳量范围内,随着奥氏体中碳含量的增加,晶粒长大倾向增加。此外,钢的原始组织越细,碳化物弥散越大,则奥氏体的晶粒越细小。与粗珠光体相比较,细珠光体易于获得细小而均
[3,4]
匀的奥氏体晶粒度。
细化晶粒不但可以提高钢的强度,而且可以
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提高钢的塑性和韧性,钢的强度与晶粒直径的平方根成反比。可通过向钢中加入Al、Ti、V、Nb等元素,形成难溶的第二相粒子,细化奥氏体晶粒。奥氏体晶粒越细小,则冷却转变后得到的铁素体、马氏体等的尺寸越小。2.2 夹杂物分析
采用GB105612标准对钢中的夹杂物进行分析,试样夹杂物金相如图2所示,分析结果见表2。
图2 试样夹杂物金相照片 ×100
表2 夹杂物评定结果
钢种
16MnR(HIC)钢
16Mn钢
形,就会在夹杂物周围产生应力集中,夹杂物发生
球状氧化物
11～2
硫化物
0.51
氧化铝
0.51～1.5
破裂或者夹杂物与金属分离产生裂纹。在钢的冶
炼和浇铸过程中,要控制夹杂物的数量和形态分布。3 结论
3.1 16MnR(HIC)钢的晶粒度等级为9级,16Mn钢晶粒度等级为7.5～8级,16MnR(HIC)钢的晶粒度等级高于16Mn钢晶粒度等级。
3.2 16MnR(HIC)钢中夹杂物少于16Mn钢,夹杂物以细小的氧化物为主,有少量的硫化物,无硅酸盐类夹杂物,且氧化物呈分布,没有形成串状或网络状。
参
考文
献
钢中非金属夹杂物来源是内生或外来,内生夹杂物是钢在脱氧和凝固时产生的。由于钢的冶炼过程是氧化2还原过程,在钢中存在大量的氧、氮、硫等杂质元素,为降低杂质元素的有害作用,在冶炼过程中进行脱氧和脱硫处理,部分脱氧和脱硫的产物残留在钢中形成夹杂物。外来夹杂物是在冶炼过程中熔渣等物质进入钢中并滞留在其
[5,6]
中形成的。16MnR(HIC)钢在冶炼过程中,通过降低硫的含量,并向钢中喷钙控制夹杂物的形成。从分析结果可以看出,16MnR(HIC)钢中夹杂物少于16Mn钢,试样中夹杂物以细小的氧化物为主,有少量的硫化物,无硅酸盐类夹杂物,且氧化物呈分布,没有形成串状或网络状。此外,夹杂物对金属的韧塑性能也有一定的影响。由于夹杂物同金属的韧塑性有很大的差别,金属变形过程中,夹杂物不能随金属发生变
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ContrastResearchontheInclusionsandGrainSizesin16MnR(HIC)Steeland16MnSteel
QINHua,HUChuanshun,AIZhongyang,CUIYong
(1LiaoningShihuaUniversity,Fushun,113001,Liaoning,China;
2
1112
No3RefineryofFushunPetroleumCompany,Fushun,113001,Liaoning,China)
Abstract Acontrastresearchwasperformedoftheforms,distributions,andgrainsizesoftheinclusionsin16MnR(HIC)steeland16Mnsteelundertheconditionofnormalization+tempering+post-weldheattreat2mentfor8hoursat690±14℃.Theresultshowsthatthegrainsizeof16MnR(HIC)steelis9degree,andthegrainsizeof16Mnsteelis7.5～8degree.Theinclusionin16MnR(HIC)steelislessthanthatof16Mnsteel.Theinclusionmainlyincludesthinoxideandalittlesulfide,noimpuritiessuchasmetasilicate,theox2ideappearsindependentdistribution,anddoesnotformstringornetform.Keywords 16MnR(HIC)Steel,16MnSteel,GrainSize,Inclusion
