30CrNi2MoV-江苏环鼎特种合金材料有限公司
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合金结构钢
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30CrNi2MoV

  30CrNi2MoV

  钢的魏氏组织研究 30CrNi2MoV钢是一种合金结构钢,调质后具有良好的综合力学性能,被用来制造压裂车的核心部件—泵阀箱。尽管这类钢有先天的优势,实际生产中因高温-热加工不当就可能形成魏氏组织,它是一种具有粗大奥氏体晶界的非平衡组织,并在随后的热处理过程中呈现较强的晶界遗传性和晶粒遗传性,从而导致力学性能降低,达不到预期效果。

  本次实验采用正火和锻造方法消除30CrNi2MoV钢中魏氏组织的遗传性,细化其奥氏体晶粒。同时通过力学性能试验研究了30CrNi2MoV钢在不同组织状态下的力学性能变化规律,为压裂车泵阀箱的生产提供工艺参考与理论指导。

  试验材料为某特钢厂冶炼、锻造的30CrNi2MoV泵阀箱锻造毛坯的加工余料,其前期生产工艺为炼钢→铸锭→锻造。经检测,得到的试样化学成分见表1,符合相关的技术标准。

  30CrNi2MoV钢的化学成分(质量分数,%)

  碳C:0.33

  硫S:0.003

  硅 Si:0.27

  锰Mn:0.57

  磷P:0.007

  铬 Cr:0.90

  镍Ni:2.24

  钼 Mo:0.30

  钒 V:0.18

  铜 Cu:0.06

  截取的三块试样尺寸为100mm×100mm×150mm;块试样直接进行调质处理,标记为1#样品;第二块试样先进行正火处理,再进行调质处理,标记为2#样品;第三块试样先进行锻造,随后进行调质处理,标记为3#样品 。三块试样均按照GB/T2975-1998规定,每块试样分别加工出 1组试样,每组包括5个拉伸试样与20个冲击试样。实验结果表明:

  (1)魏氏组织对30CrNi2MoV钢的强度没有明显影响,但是大幅度降低其塑性和冲击韧度,同时使其脆性转变温度升高。

  (2)由于30CrNi2MoV钢的组织遗传性及晶界遗传性严重,采用正火处理只能在一定程度上细化其奥氏体晶粒,并且可能引起混晶组织的出现。

  (3)采用锻造方法能够完全细化30CrNi2MoV钢的魏氏组织,消除其遗传性,在提高材料综合力学性能的同时,还可以大幅度降低其脆性转变温度,使得该材料能够应用于更多场合。


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