P92鋼管件的裡氏硬度與布氏硬度的對比

2021-02-26 特種鋼加工與應用

       P92 鋼具有優異的高溫強度、 良好的抗氧化性能以及熱物性參數， 是中國超超臨界機組的主要應用鋼種，主要用在主蒸汽管道和再熱蒸汽管道。 鑑於近幾年來業內對管件硬度的高度關注， 硬度成為實際工程中驗收的主要指標之一。P92 管件的硬度驗收以布氏硬度值為準， 但因布氏硬度測量的局限性， 現場時常以裡氏硬度值換算為相應的布氏硬度值作為驗收依據， 造成了不少人為糾紛和不必要的重複熱處理。由於不同鋼種的硬度值在進行硬度換算時存在偏差， 故本文對 P92 鋼試件的裡氏硬度和布氏硬度都進行了測量，並做了比對試驗。

1   試驗材料與方法

     

       在淬火+回火處理後的P92 管的同一位置截取試樣，試樣厚度均在25~30 mm。對所有試樣進行相同的正火工藝處理(1065 ℃保溫 45 min 後空冷)， 然後對不同試樣進行不同的回火處理得到不同硬度， 最後進行硬度對比試驗。

2   試驗結果

       進行正火+回火處理後，對試樣表面進行砂紙研磨、拋光機拋光後，分別進行兩種硬度測試。按照 GB/T231.1-2009《金屬材料布氏硬度試驗》的要求，用臺式布氏硬度計測每個試樣的 3 點硬度，測試條件為直徑5mm 壓頭，加 載 載 荷 7350 N， 加 載 時 間 為 10 s。按 照 GB/T17394.1-2014《金屬材料裡氏硬度試驗》的規定，用裡氏硬度計測試以上 3 點布氏硬度壓痕周圍 5~10 mm 的位置裡氏硬度值，每一個壓痕周圍測試 5 點硬度值。 

3   結論

        對比不同試樣的布氏硬度值和用裡氏硬度轉換的布氏硬度(HBHLD)值的差別可以發現，對於 P92鋼而言，在所有硬度範圍內，用裡氏硬度轉換的布氏硬度值都比真實的布氏硬度值小。在試驗所涵蓋的硬度範圍內, 布氏硬度 HBW與裡氏硬度轉換的布氏硬度 HBHLD 的關係可以回歸為簡單的線性關係式：HBHLD=20.6+0.84HBW

馬氏體耐熱鋼在回火過程中達到穩定態之前是個動態的過程，硬度相差不大的試樣的熱處理狀態可能有很大區別，用一個統一的類似於上面的公式對應不同硬度之間的關係是否妥當有待更細緻的研究。註：本文數據和觀點引自國網電力科學研究院公開發表論文

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