1. Точный контроль химического состава:
Контроль содержания углерода: Контролируйте содержание углерода в диапазоне 0,25%-0,45%, избегая превышения углеродного эквивалента (Ceq) 0,42%, что приводит к увеличению температуры пластично-хрупкого перехода.
Оптимизация легирующих элементов:
Каждое увеличение содержания марганца (Mn) на 0,1% снижает температуру пластичного-хрупкого перехода на 2–3 градуса; типичное содержание марганца для стали 45# должно составлять 0,5–0,8%.
Добавление 0,15–0,25% молибдена (Мо) может уменьшить размер зерна и повысить устойчивость к растрескиванию.
Ограничение по примесям: сера (S) менее или равна 0,02%, фосфор (P) менее или равна 0,015%, что снижает риск сегрегации по границам зерен при рафинировании в печи LF.
2. Совершенствование процессов плавки и прокатки:
Контроль включений: используя магниевые-углеродистые огнеупорные материалы, контролируйте уровень не-неметаллических включений ниже 1,5.
Процесс раскисления: раскисление кремний-композита алюминия снижает содержание кислорода до менее или равного 15 ppm, а обработка кальцием приводит к сфероидизации сульфидов (уменьшая долю включений типа D с 45% до 12%).
Контролируемая прокатка и контролируемое охлаждение (TMCP): Ступенчатое охлаждение (быстрое охлаждение со скоростью 15-20 градусов в секунду до 600 градусов с последующим медленным охлаждением) приводит к получению размера зерна класса 8 по ASTM или выше.
3. Оптимизация процесса термообработки:
Нормализующая обработка: нагрев до 860-880 градусов с последующим охлаждением на воздухе, повышение ударной вязкости на 25%, полосчатая структура меньше или равна 3.
Обработка закалкой и отпуском: Закалка (закалка в воде на 920-950 градусов) + высокотемпературный отпуск (600-630 градусов), образующий однородный закаленный сорбит, с энергией удара при -20 градусах, превышающей или равной 40 Дж.
Низкотемпературный-отпуск: отпуск при температуре 150–250 градусов для устранения внутренних напряжений и поддержания твердости 25–30HRC.. 4. Контроль сварки и обработки
Параметры сварки: Погонная энергия Не более 20 кДж/см, использование узких сварных швов, много-проходная много-слойная сварка, температура между проходами Не более 150 градусов.
Управление холодной обработкой: отжиг для снятия напряжения после холодной вытяжки (550-650 градусов), чтобы избежать хрупкого разрушения, вызванного остаточным напряжением.
5. Проектирование экологической адаптации
Выбор материала для низких- температур. Для условий эксплуатации ниже -196 градусов следует использовать сталь с содержанием 9 % никеля или аустенитную нержавеющую сталь.
Меры по теплоизоляции. Толщина слоя теплоизоляции для трубопроводов, работающих при низких-температурах, должна быть не менее трехкратной толщины стенки трубы, чтобы предотвратить воздействие замерзания.
