正火处理对大规格合结钢锻材B探伤底波的影响

马贵斌

（山西太钢不锈钢股份有限公司， 山西 太原 030003）

1 大规格合结钢锻材B正火处理实验的背景

大规格合结钢锻材B属于超高强度钢，具有高强度和韧性，淬透性较高，钢的热强度也较好，钢的可切削性良好，冷变形时塑性中等，这种钢通常是在调质状态下使用，主要用于制造截面积较大、在高应力条件下工作的调质零件，如轴、主轴以及受高负荷的操纵轮、螺栓、双头螺栓、齿轮等。合结钢锻材B化学成分如表1，实体材料见图1。

表1 大规格合结钢锻材B化学成分 %

图1 实物图片

某公司签订一批大规格合结钢锻材B，订货状态为热处理，探伤级别为GB/T 6402—2008三级，锻造、加工完毕后探伤时发现无低波，怀疑为锻造后组织不均匀造成，鉴于此，山西太钢不锈钢股份有限公司（以下简称太钢）进行了研究，对同一批次的锻材进行热锻状态和正火状态对比试验，发现正火对大规格合结钢锻材B探伤底波影响比较明显。

2 理论基础（见图2）

图2 正火曲线示意图

正火[1]，又称常化，是将工件加热至tAc3（tAc是指加热时自由铁素体全部转变为奥氏体的终了温度，一般是从727～912℃之间）或tAcm（Acm是实际加热中过共析钢完全奥氏体化的临界温度线）以上30～50℃，保温一段时间后，从炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却的金属热处理工艺。其目的是在于使晶粒细化和碳化物分布均匀化。

正火后的组织∶亚共析钢为F+S，共析钢为S，过共析钢为S+二次渗碳体，且为不连续。

正火的主要目的是细化组织，改善钢的性能，获得接近平衡状态的组织。

3 实验方案

取同一批次的大规格合结钢锻材B按两种工艺处理：

1）工艺A。大规格合结钢锻材B→加热→锻造→空冷→矫直→抛丸→探伤→精整→检验→交库。

2）工艺B。大规格合结钢锻材B→加热→锻造→正火→矫直→抛丸→探伤→精整→检验→交库。

正火曲线如下页图3。

4 实验结果

1）工艺A探伤底波情况（见下页图4）。

2）工艺B探伤底波情况（见下页图5）。

由图5可知大规格合结钢锻材B正火处理后探伤底波有明显改善。

图3 大规格合结钢锻材B正火工艺

图4 工艺A探伤底波情况

图5 工艺B探伤底波情况

5 结语

由于大规格合结钢锻材B锻造状态组织不均匀，探伤时无底波，正火处理后细化了组织，探伤底波明显改善，便于检测缺陷级别。

鉴于此，太钢建议大规格合结钢锻材B订货时按正火态交货，取得的明显的效果。