锻造与热处理(张)

,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,原料及钢管检验中级工培训班,锻造与热处理,主要内容,序言,1,热处理基本知识,2,热处理质量检验方法,3,一、序言,1,：金属和合金的机械性能决定于其内部的组织结构,2,：锻造尤其是热处理是通过加热和冷却两个过程来控制金属和合金的内部组织变化，从而达到所需要的机械性能。,序 言,3,：热处理,不改变,金属和合金的尺寸及形状，只改变其机械、物理或化学性能。,4,：锻造不仅能获得一定形状的零件，而且能改善金属的组织结构和性能。,因此锻造和热处理对提高产品质量起着重要的作用。,二、热处理基本知识,1,：热处理一般过程,2,：压力容器热处理名词解析,3,：压力容器的常用热处理办法,4:,压力容器制造中的消除应力处理,1,、热处理一般过程,热处理是将固态金属及合金预定的要求进,行加热，保温和冷却，以改变其内部组织，,从而获得所要求能的一种工艺过程。,由于钢是制造压力容器使用最广泛的金属材,料，因此，本节只介绍钢的热处理。,1,、热处理一般过程,在实际生产过程中，热处理过程是比较复杂,的，可能由多次加热和冷却过程组成，但其,基本工艺是由,加热,，,保温,和,冷却,三个阶段构,成的温度和时间是热处理的主要因素。,1,、热处理一般过程,热处理过程可以用,温度,时间,曲线来说明,1,、热处理一般过程,我们首先要学习一下,铁碳合金状态图,1,、热处理一般过程,从左图我们可以看出,常温状态,下低碳钢的组织是,铁素体,F+,珠,光体,P,，当加热温度超过,Ac1,时，将发生,珠光体,P,向,奥氏体,A,的转变，继续加热时，剩余的铁,素体将在奥氏体中溶解，直至温,度达到,Ac3,时全部溶解完，此时,钢的组织为单一的,奥氏体,A,1,、热处理一般过程,刚形成的奥氏体其成分是不均匀的，即原来的,珠光体中渗碳体存在的地方，碳的浓度比原来,铁素体存在的地方高，因此在转变完成后必须,有足够的保温时间使晶粒内的成分扩散均匀。,1,、热处理一般过程,由以上可知，钢在加热后之所以需要有保温,时间，不仅仅是为了把工件烧透，使其心部,达到与表面同样的温度，还为了获得成分均,匀的,奥氏体组织,，以便在冷却后得到良好,的组织与性能。,1,、热处理一般过程,下面我们来了解一下冷却时转变,奥氏体,A,的分解,研究奥氏体的转变过程的冷却方法有两种：,连续冷却,和,等温冷却,1,、热处理一般过程,等温冷却,的试验方法是,:,将温度在,727,以上,组织,为均匀奥氏体的钢试样,急冷至,727,以下的某一温,度,然后保持这一温度不变,经过一时间,奥氏体开始,转变,再过一时间奥氏体转变结束,整个转变过程的,时间延续可以从几秒至几个小时,.,将不同的温度下,奥氏体转变开始和结束的时间绘制成曲线,即得到,奥氏体等温转变试验曲线,称,TTT,曲线,由于曲线形,状象字母,C ,所以又称,C,曲线。,1,、热处理一般过程,左图就是共析钢的,TTT,曲线，左,边,C,形曲线是转变开始曲线，右,边一条,C,形是转变终了曲线,图中,标明了在不同的温度区间发生转,变得到的不同组织，分别为珠光,体、索氏体、屈氏体，上贝氏体,和下贝氏体。图中下方的两条水,平线，表示马氏体转变温度，其,中,240,的,Ms,线表示马氏体转变,开始温度，,50,的,Mf,线表示,马氏体转变终了温度,1,、热处理一般过程,连续冷却,曲线是指将奥氏体化的钢连续冷,却到室温，由此得到的过冷奥氏体的连续,转变曲线，称,CCT,曲线。连续冷却条件与,实际相近，但测量较难。,1,、热处理一般过程,由于,CCT,曲线比,TTT,曲线的测定要困难得,多，因此，目前许多钢种只有,TTT,曲线。,不过，利用,TTT,曲线进行定性分析是完全,可以的。因为,CCT,曲线与,TTT,曲线在本质,上并无根本差别，只有转变的温度条件有,所不同。,1,、热处理一般过程,锅炉压力容器使用的低碳属,亚共析钢 ，左图就是亚共析,钢的,TTT,图，与共析钢的,TTT,曲线相比，在曲线鼻尖上部,区域多出一条线。这表明奥,氏体在转变为珠光体类组织,之前，亚共析钢比共析钢多,一个先析出铁素体的过程 。,1,、热处理一般过程,此外，亚共析钢,C,曲线的位,置相对于共析钢的,C,曲线位,置左移，这意味着前者等温,转变所需时间较短，也意味,着在连续冷却的条件下，如,果冷却速度相同，亚共析钢,的组织的塑性和韧性相对较,好，硬度相对较低 。,1,、热处理一般过程,压力容器使用的低合金钢和合金钢中加有,锰、铬、,钼、镍、钒,等各种合金元素，合金元素的加入会,使,TTT,曲线图发生变化。概括地说,TTT,曲线图的,变化有两个方面：一是绝大多数合金元素能使,C,曲线的位置右移，其后果是使淬火临界冷却速度,减小，有利于提高零件的,淬透性,；但对于不希望,发生淬硬现象的工件来说则是不利的，例如低碳,钢焊缝焊后自然冷却一般不会淬硬，但某些低合,金钢焊缝焊后自然冷却往往会淬硬。二是合金元,素的加入能改变,TTT,曲线的形状。,1,、热处理一般过程,左图是,16Mn,与,18MnMoNb,的,TTT,曲线，从图中看到，,18MnMoNb,的过冷奥氏体的稳定性比,16Mn,要,大，特别是在高温转变区。钢板经,正火处理后，,16Mn,金相组织为铁,素体珠光体，而,18MnMoNb,的,金相组织为低碳贝氏体。此外，,18MnMoNb,的焊接淬硬性比,16Mn,大，冷裂倾向也大，因为它的整个,转变曲线比,16Mn,的要靠右，在相,同冷却速度下，,18MnMoNb,得到,马氏体的可能性要大得多。,（,a,）,16Mn,（,b,）,18MnMoNb,（,a,）,16Mn,（,b,）,18MnMoNb,2,：,压力容器热处理名词解析,1.,临界点,临界点又称为,临界温度,，是指钢加热或,冷却时发生,相变,的温度。,对钢来说，常用的临界点有以下几个：,2,：,压力容器热处理名词解析,Ac1,为与平衡条件下的临界点相区别，将在加,热时实际的,A1,温度称为,Ac1,。,Ac3,加热时实际的,A3,温度称为,Ac3,Ar1,冷却时实际的,Ar1,温度称为,Ar1,。,Ar2,冷却时实际的,Ar3,温度称为,Ar3,。,2,：,压力容器热处理名词解析,2.,重结晶,固态的金属及合金，在加热（或冷却）通过临界点,时，从一种晶体结构转变为另一种晶体结构的现,象 ，称为重结晶。,3.,再结晶,经过冷塑性变形的金属或合金，加热到再结晶温度,以上时，严重畸变的晶格通过形核及长大成新的无,畸变的晶格完整的等轴晶粒的过程，称为再结晶。,再结晶时，金属或合金没有晶体结构类型的变化,2,：,压力容器热处理名词解析,4.,过热,金属或合金在热加工时，由于温度过高，晶粒长得,很大，致使性能显著降低的现象，称为过热。过热,的材料可以通过热处理的方法使其恢复。,5.,过烧,金属或合金加热温度达到固相线附近时，发生晶界,开始部分溶化或氧化的现象，称为过烧。过烧的金,属或合金不能用热处理及塑性变形加工的方法使其,恢复。,2,：,压力容器热处理名词解析,6.,时效,合金经固溶处理或冷变形后，性能随时间而变化的,现象，称为时效。由固溶处理所引起的时效称为热,时效或淬火时效，而由冷变形所引起的时效则称为,应变时效或机械时效。,7.,沉淀硬化处理,采用物理方法使过饱和固溶体中析出弥散的碳化物,或金属间化合物等第二相而引起的硬化现象，称为,沉淀硬化处理。,2,：,压力容器热处理名词解析,8.,固溶处理,将合金加热至高温单相区，并经过充分的保温，使,过剩相充分溶解到固溶体中后快速冷却，以得到过,饱和固溶体的工艺，称为固溶处理。固溶处理的目,的，是为了改善金属的塑性和韧性，并为进一步进,行沉淀硬化处理准备条件。,2,：,压力容器热处理名词解析,9.,退火,把钢加热到临界点（,Ac1,或,Ac3,）或再结晶温度以上，,保温适当时间，然后缓慢冷却，使组织达到接近平衡状,态的热处理工艺。可分为：,完全退火,，又称重结晶退火，一般简称退火，是加热至,Ac3,以上,2040,保温后缓冷的一种热处理操作。退火,可以细化晶粒，消除内应力，改善钢的性能，主要用于,亚共析成分的各种钢材和热轧型材。,消除应力退火是将钢加热到,500600,（,Ac1,以下），,然后保温、缓冷的热处理操作。,2,：,压力容器热处理名词解析,9.,退火,消除应力退火,是将钢加热到,500600,（,Ac1,以下），,然后保温、缓冷的热处理操作。去应力退火又,叫低温退火或高温回火，主要用来消除铸件、锻件、焊,接件、热轧件、冷拉件等的残余应力。,再结晶退火,是将经过冷塑性变形的金属，加热到再结晶,温度以上的适当温度，保温后以适应方式冷却的热处理,操作。主要用来消除形变硬化和残余应力，以降低硬度,提高塑性。,2,：,压力容器热处理名词解析,10.,淬火,将钢加热到,Ac3,（亚共析钢）或,Ac1,（过共析钢）以上,3050,，保温后以大于临界冷却速度的速度快速冷,却，这种热处理操作称为淬火。一般说来，淬火是为了,得到马氏体组织，使钢得到强化。,淬透性和淬硬性：钢在淬火后能获得淬硬层深度的性质,叫做,淬透性,，又叫,可淬性,。钢在正常淬火条件下所能达,到的最高硬度，称为,淬硬性,。,2,：,压力容器热处理名词解析,11.,正火,将钢加热到,Ac3,（或,Acm,）以上,3050,，保温后在空,气中冷却，得到珠光体型组织的热处理操作称为正火。,正火的冷却速度比退火大，得到的组织比较细，机械性,能也有所提高。所以正火主要用于碳钢的低合金钢，提,高其机械性能、细化晶粒、改善组织（如消除魏氏组织、,带状组织、大块状铁素体和网状碳化物）。,2,：,压力容器热处理名词解析,12.,回火,钢淬火后为了消除残余应力及获得所需要的组织和性,能，把已淬火的钢重新加热到,Ac1,以下某一温度，保温,后机械冷却的热处理工艺，称为回火。,按回火温度的不同，可分为,低温回火,，,中温回火,和,高温,回火,。当要求钢件有较高的硬度和较好的耐磨性时，淬,火后常采用低温回火；当要求钢件有足够的硬度和较高,的弹性强度并保持一定韧性时，淬火后常用中温回火处,理；当要求钢件既有较高强度和硬度又有较好的韧性,时，在淬火后常用高温回火处理。,钢回火处理时，要注意防止回火脆性,2,：,压力容器热处理名词解析,13.,调质,通常将淬火加高温回火相结合的热处理工艺称为调质处,理，简称调质。调质后获得回火索氏体组织，可使钢件,得到强度与韧性相配合的良好的综合性能。,3,：压力容器的常用热处理方法,1.,正火处理,（,1,）目的：主要为改善母材及焊缝的综合机械性能，提高,韧性,和,塑,性,，,细化晶粒,，消除,冷作硬化,，便于加工。,（,2,）方法：正火即是把所要处理的工件，摆放在加热设备里，根据,不同的材料选择相应的加热温度，保温时间按工件的有效厚度每亳,米,1.5,2.5,分钟计算。保温结束后，出炉空冷、风冷或者雾冷。,（,3,）应用：压力容器常用钢材，如,16MnR,、,15MnVR,、,15 MnVNR,等材料都需正火处理，而,18MnMoNbR,、,13MnNiMoNbR,、,15CrMo,、,12Cr1Mo,等材料正火后还需补充回火，以改善钢材的组织性能。正,火温度根据材料性能要求来确定。,另外，采用电渣焊的压力容器往往通过正火处理改善焊缝组织，细,化晶粒，同时为超声波探伤提供条件。,3,：压力容器的常用热处理方法,2.,调质处理,（,1,）目的：通过调质处理使材料获得一定的,强度、硬度和良好的韧,性。,调质后组织一般为,回火索氏体,。与正火相比，在相同硬度下，,调质处理后钢的强度、塑性和韧性较正火有,明显提高,。,（,2,）方法：调质处理就是淬火加高温回火。淬火即是把处理的工作,摆放到加热设备里，根据不同的材料选择加热温度，保温时间按工,件有效厚度每亳米,1.5,3,分钟计算。保温结束后，在淬火介质中冷,却。常用的淬火介质有,水、油、盐水,等等，淬火结束后需高温回,火，回火温度根据材料性能要求来确定。,（,3,）应用：常用的如高压主螺栓,35CrMoA,、,25Cr2MoVA,；主螺母,40Mn,、管板,20MnMo,；封头,SA387Gr11C12,等材料，由于正火处理,性能达不到要求，需做调质处理，以提高其综合性能。但调质处理,也存在一些缺点，由于淬火时冷却较剧烈，易造成工件变形甚至开,裂，同时对热处理设备要求也较高。,3,：压力容器的常用热处理方法,3.,固溶处理,（,1,）目的：加热使碳化物充分溶入奥氏体，再以足够快的速度,快冷将这些碳化物固定在奥氏体中。经固溶处理后奥氏体不锈钢,具有最低的强度，最高的塑性及优良的耐蚀性。,（,2,）方法：将工件摆放在加热设备里，根据不同的材料将工件,加热到,1000,1150,之间,保温时间按其有效厚度每亳米,2,3,分钟，保温结束后，快速下水冷却，簿壁的管子可以空冷。,（,3,）应用：压力容器用奥氏体不锈钢如,0Cr18Ni9,0Cr18Ni10Ti,、,0Cr17Ni2Mo2,等板材，封头都应经过固溶处理。,固溶处理也是,奥氏体不锈钢,最好的一种消应力方法。,3,：压力容器的常用热处理方法,4.,稳定化处理,（,1,）目的：在适当温度下使铬碳化合物分解，使铬充分扩散到晶,界附近贫铬层。促使钛、铌等稳定化元素与碳结合生成更稳定的,化合物，,避免奥氏体不锈钢中铬的损失,。经过处理的焊接接头即,使再加热到敏化温度，也不会导致腐蚀,.,（,2,）方法：将工件加热到,850900,，保温足够长的时间，快速,下水冷却。,（,3,）应用：含稳定化元素奥氏体不锈钢,0Cr18Ni10Ti,、,0Cr18Ni12Mo2Ti,，焊接后稳定化处理，除了能提高焊接接头耐蚀,性外，还可使残余应力消除,80%,左右。,3,：压力容器的常用热处理方法,5.,消除应力热处理,（,1,）目的：主要是消除焊接过程中产生的内应力及冷作硬化，焊后,热处理,（,PWHT,）,是其中最重要的一种，目的是改善焊缝及热影响区,的组织，使焊缝的氢完全扩散，提高焊缝的抗裂性和韧性，稳定结构,形状，,（,2,）方法：焊后热处理加热温度根据材料不同而不同,.,工件加热方法,多种多样，可分,整体焊后热处理,和,局部焊后热处理,两大类。整体焊后,热处理又可分,炉内,整体热处理和,内部加热,整体热处理，后者通常用于,大型容器的现场热处理。局部焊后热处理常用的方法有,炉内分段热处,理,和,圆周带状加热热处理。,（,3,）应用：焊后热处理（,PWHT,）用于一些,低合金高强度容器,焊接,完工后的焊接应力去除，是压力容器制造中最重要的热处理方法。对,一些特殊材料和结构，也有在成形阶段和焊接中间阶段安排消除应力,热处理的。,4:,压力容器制造中的消除应力处理,压力容器制造中的消除应力处理包,括焊后热处理,（,PWHT,）,和,中间消除应力处理。,1.,焊后热处理（,PWHT,）,在厚壁或高强度钢焊接接头中，焊接残余应力可以达到,相当高的水平，高残余应力可能导致整个焊接结构的提,前失效，例如脆性断裂、发生应力腐蚀裂纹等。因此根,据壁厚、材质和使用要求等因素，对超过一定界限的焊,接结构规定焊后应作消除应力处理。,4:,压力容器制造中的消除应力处理,压力容器制造中的消除应力处理包,括焊后热处理,（,PWHT,）,和,中间消除应力处理。,.,焊后热处理（,PWHT,）,在厚壁或高强度钢焊接接头中，焊接残余应力可以达到,相当高的水平，高残余应力可能导致整个焊接结构的提,前失效，例如脆性断裂、发生应力腐蚀裂纹等。因此根,据壁厚、材质和使用要求等因素，对超过一定界限的焊,接结构规定焊后应作消除应力处理。,4:,压力容器制造中的消除应力处理,焊后消除应力处理的作用有下列几点,：,（,1,）消除焊接接头中的,氢,，提高接头的抗裂性和韧性。,（,2,）降低焊接接头中的,残余应力,，降低焊缝及热影响区的硬度，,提高接头抗脆断和耐应力腐蚀的能力。,（,3,）改善焊缝及热影响区的,金相组织,，使接头中的淬硬组织经受,回火处理而提高接头各区的塑性。,（,4,）对于耐热钢，可稳定焊缝及热影响区的碳化物，提高接头的,高温持久强度。,（,5,）稳定容器结构的形状尺寸，避免消除在以后加工中和使用过,程中发生畸变。,4:,压力容器制造中的消除应力处理,对于具有,二次硬化倾向,的合金钢，不适当的消除应力,处理会产生相反的效果，并能导致焊缝金属和热影响,区发生脆变和再热裂纹倾向。应当通过,试验,确定最佳,的消除应力处理温度。,4:,压力容器制造中的消除应力处理,.,中间消除应力处理,在大型厚壁结构中，为防止,焊接裂纹,的形成，对于下列焊缝要求,作中间消除应力处理，即在焊接结构的一部分焊缝焊完后或焊缝,焊接一部分后进行消除应力处理。,（,1,）厚壁高拘束度接头焊完后在,静置,过程中有较大的,冷裂,危险。,（,2,）母材金属或焊缝金属的常温脆性较高，整个结构所有接头一,次性连续焊完后，可能产生自发的脆性断裂。,（,3,）焊件形状复杂或焊缝集中引起的附加应力和塑性应变，可能,引起结构部件的局部破坏。,（,4,）复杂的、高拘束度交叉焊缝。,中间消除应力处理的温度通常比最终消除应力处理的温度低,2030,，保温时间可按实际已焊成的焊缝厚度计算。,4:,压力容器制造中的消除应力处理,:,焊后热处理方法分类,焊后热处理方法多种多样，在压力容器标准规范中，焊后热处理,一般按,炉内,、,局部,和,内部加热,三种基本方式分类，如,ASME,，,BS,，,ISO/DIN,等标准均是按此分类的。,4:,压力容器制造中的消除应力处理,.,整体消除应力热处理,压力容器整体消除应力热处理可以分为容器在,加热炉内加热,和,在,容器内部加热,两种方法，热源可以是,电、油、煤气,等。两种方法,效果有差异，适用范围也不尽相同,。,4:,压力容器制造中的消除应力处理,（,1,）炉内加热消除应力热处理,对于炉内加热，具体过程如下：,准备工作：装炉前检查炉体是否完好，容器焊接工作必须完,成，对于直径较大、壁较薄易变形的容器一定要采取可靠的防变,形措施；,焊件进炉时，炉内温度一般不得高于,400,；,焊件升温至,400,后，加热区升温速度不得超,5000/s./h,；,（,s,为焊接接头的钢材厚度，单位,mm,）且最大不得超过,200/h,，最小可为,50/h,；,升温时，加热区内任意,5000mm,长度内温差不得大于,120,；,4:,压力容器制造中的消除应力处理,保温时，加热区内最高与最低温度之差不宜超过,65,；,升温及保温时，应控制加热区气氛，防止焊件表面过度氧化；,炉温高于,400,时，加热区降温速度不得超过,6500/s./h,，,且最大不得超过,260/h,，最小可为,50/h,；,焊件出炉时，炉温不得高于,400,，出炉后应在静止空气中继续,冷却。,另外，在炉内焊后消应力,允许分段进行,。分段热处理时，其重复,加热长度应,不小于,1500mm,，炉外部分应采取保温措施，使温度,梯度不至于影响材料的组织和性能。,4:,压力容器制造中的消除应力处理,.,局部消除应力热处理,在容器制造过程中，由于热处理加热设备的原因或出于制造,过程中的考虑，可以采用局部热处理方法。,B,、,C,、,D,类焊接,接头、球形封头与圆筒相连的,A,类焊接接头以及缺陷修补部,位，允许采用局部热处理方法。所用设备一般为电阻丝陶瓷,加热片和控温设备。靠近加热区部位应采取保温措施，使温,度梯度不至影响材料的组织和性能。,局部热处理时焊缝每侧加热宽度不小于板材厚度的,2,倍。接,管与壳体相焊时，加热宽度不得小于钢材厚度的,6,倍。,4:,压力容器制造中的消除应力处理,（,2,）容器内部加热消除应力热处理,就是将电加热器放置在容器内部加热将外部用保温材料进行,保温；也可用燃油、燃气在容器的开口处用烧嘴加热，以容,器为燃烧室，外部用保温材料保温。采用,容器内部,加热，特,别是在接管、法兰等处易产生温度死角，温差较大，必要时,应局部辅以电加热。所以这种加热方式受到了限制，在,99,版,容规,已明确规定：高压容器、中压反应器和储存容器、,盛装混合液化石油气的卧式储气罐、移动式压力容器应采用,炉内整体热处理。其他压力容器应采用整体热处理。,4:,压力容器制造中的消除应力处理,.,消除应力热处理的加热温度,在实际生产过程中，要根据图纸的技术要求确定。在容器制造过程中，,有时考虑到容器较复杂、壁薄等易变形因素，可适当降低温度同时相应,延长保温时间。但热处理温度降低是有限制的，为保证效果，一般焊后,消除应力热处理温度：,C-,钢、,C-Mn,钢应不低于,550,，,Cr-Mo,钢应不低,于,600,。,.,炉温测量,GB150-1998,钢制压力容器制造,10.4.5.1,所指的温度为热电偶所测的,加热区炉内温度。而,ASME,、,Sec,、,Divl,、,uw-40,认为：仅测炉内温度,不够精确，应把热电偶放置在焊件上，以便所测的温度是焊件的真实温,度，防止产生较大的温差。实际工作中应根据具体情况确定测温方法：,若加热炉本身控温点较多，炉温均匀性较好，控温精度较高，炉内电偶,温度应该能反应焊件的真实温度。反之，应在焊件上放置一定量的测温,点，以满足工艺要求。对于局部消应力处理，应布置足够的热电偶，以,保证加热区内温度均匀。,4:,压力容器制造中的消除应力处理,.,加热和冷却速度,GB150-1998,钢制压力容器制造,10.4.5.1,指出：,400,以上升降温速,度最小可为,50/h,。但在生产过程中，应具体问题具体分析。,例如，对,100mm,以上的厚壁容器，,400,以上升降温速度可以按,50/h,控制，以小于,50/h,的更慢的速度对容器消应力效果提高不明显，没必,要。但对薄壁结构、厚度差大的结构则需要慎重对待，适当降低速度。,具体实例：一台组合式氨冷器，尺寸为：,260017300mm,=24mm,，双管板结构，管束已穿好并与管板焊,接，容器整体进炉消应力处理。由于管壁薄，在加热过程中升温快，管,束与壳体膨胀不一致，管束易变形，严重的会使管头与管板焊接部位拉,裂。所以在制定热处理工艺时，应使容器以较慢速度升温和降温，尽量,减少管束和壳体的温差，使其同步伸缩。具体工艺为：,100,以下进炉，,100,以上升降温速度小于,20/h,，在,60010,保温,2h,，,100,以下,出炉空冷。处理后管束未发现弯曲，管子管板未发现裂纹，热处理取得,了较好的效果。,4:,压力容器制造中的消除应力处理,.,异种材料焊缝的热处理,像铁素体钢和奥氏体不锈钢之类异种钢，特别是铁素体钢异种材料之,间的焊后热处理条件，一般按要求较高热处理温度的一方来考虑的，,然而这样对另一材料来说将导致过热，使机械性能下降。因此，异种,钢焊缝,PWHT,时必须考虑以下因素：,焊接母材；焊接材料；被,焊接受压元件的重要性,等。,一般做法是：对于同等重要性部件之间采用较高温度范围的一方；对,于不同重要性部件以重要的受压部件为准；对于结构部件和受压部件,间以受压部件为准；重要一方部件不要求,PWHT,，其他部件要求时，,可考虑采用预堆边焊方式。用较高一方温度范围进行,PWHT,时，采用,温度尽量取最低值，相反，用较低方温度范围时取最高值。并且，应,避免三种以上不同类别材料焊接件同时热处理。,4:,压力容器制造中的消除应力处理,.,复合板及覆层材料的焊后热处理,关于在铁素体钢上复合奥氏体不锈钢的复合板焊接接头的,PWHT,和在铁素体钢容器内加奥氏体不锈钢覆层时的,PWHT,，标准规范,上的规定一般是含糊的。因为在铁素体钢的,PWHT,温度下热处,理，会使奥氏体不锈钢由于铬碳化物析出而劣化，导致设备性能,受到大的影响，因此，此种情况下,PWHT,需慎重。,ASME,锅炉压力容器规范,Sec.,Div1,（第,卷第一分册）中以规,范案例（,Code Case,）的形式对复合板及覆层,PWHT,作了规定：,是否,PWHT,，热处理温度及加热冷却条件由铁素体钢受压部件的,材质和壁厚来确定；对于覆层，是否,PWHT,及热处理温度由受压,部件决定，保温时间由覆层厚度确定。,三：热处理质量检验方法,热处理过程中，因热工仪表、加热设备、冷却介质、操作技,能，原材料等因素的影响，有可能导致热处理不合格，因此,热处理后的质量检验十分重要。,三：热处理质量检验方法,1.,零件热处理后主要的检验方法：,对压力容器主要零件如主螺栓、主螺母、法兰、接管、管板、封头等热,处理后主要的检验方法有：,（,1,）硬度试验,硬度试验能反映材料成份、组织、结构与热处理工艺之间的关系，是检验热处,理质量最常用的方法。硬度试验是调整热处理工艺的依据之一，也是一些零件,的验收依据之一。,（,2,）力学性能试验,力学性能试验包括：拉伸、弯曲、冲击等试验，它是检验材料综合性能最有效,的方法之一，在生产过程中受到了广泛地应用。,（,3,）金相试验,金相法是热处理后质量检验的重要手段之一。有些零部件做晶粒度测定、双相,钢做组织检查、复合板热处理后是否有碳化物析出、热处理废品及零件的失效,分析等都需金相试验检查。,（,4,）无损检测,级以上锻件需做超声波检测，以检查热处理过程中可能产生的裂纹等缺陷。,三：热处理质量检验方法,2,：典型实例,热壁加氢反应器换热器壳体，如图所示：,三：热处理质量检验方法,制造过程为：,外购锻件（球壳、缩颈法兰、壳体,+,法兰）二次,正火处理粗加工调质处理堆焊不锈钢过渡层,第一次中间消应力堆焊不锈钢耐蚀层球壳、,壳体、法兰组焊第二次中间消应力探伤最终,消应力水压试验,三：热处理质量检验方法,热处理目的及工艺参数：,1.,外购锻件为退火状态，为提高其晶粒度、改善切削加,工性能，为调质处理做组织准备，进行二次正火处理。,第一次正火处理是将工件加温到,94010,，保温,1.5h,后出炉空冷；,第二次正火是将工件加温到,92010,，保温,1.5h,后,出炉空冷。,三：热处理质量检验方法,2.,调质处理：主要是为提高材料的综合机械性能，满足设,计要求,具体工艺为：将工件加热到,92010,，保温,1.5h,后水冷,30,分钟，然后立即回火。回火工艺是：将工,件加温到,69010,，保温,3h,后出炉空冷。,3.,第一次中间消应力处理：为消除堆焊过渡层所产生的应,力。具体工艺为：,400,以下入炉，,400,以上工件升温,速度小于,90/h,，保温,2h,，,400,以上降温速度小于,100/h,，,400,以下出炉空冷。,三：热处理质量检验方法,4.,第二次中间消应力处理：为防止开裂，这种材料焊后需立,即消应力处理。未做最终应力处理是担心焊缝有返修，故做,第二次中间消应力。具体工艺同第一次中间消应力处理。,5.,焊后最终消应力处理：容器焊接工作已全部结束，探伤、,检验合格，对设备进行最终整体焊后消应力处理。具体工艺,为：,400,以下入炉，,400,以上升温速度不大于,90/h,。,保温,6h,，,400,以上降温速度为,100/h,，,400,以下出炉空,冷。,Thank You !,