太原重工锻造分公司大型锻件研究所
材料ASTM A514Q 为海洋工程用钢，主要用于自升式海洋钻井平台齿条的制作。近年来随着我国海上平台快速发展，海工产品需求量持续增加，因其具有良好的抗海水腐蚀性，良好的冲击韧性和高强刚度，以及生产和技术的不断发展，这些海洋工程设备也逐渐向大型化、深水化方向发展、建造这些海洋工程装备所需要的强度等级、韧性等级及厚度、尺寸精度要求不断提高，同时涉及到船用产品，船级社需见证相关生产工序、检验等，我方保证锻件质量的同时，合理有效的安排生产工序，节省相关验船费用，提高产品优势都是项目所要达到的创新点。
主要研究攻关的内容
新风控制系统ASTM A514Q 属于适用于焊接的高屈服强度淬火加回火钢，引用标准中《ASTM A514 Grade Q》中只有相关150mm 板的相关要求，锻件生产工艺需进一步稳定，优化调质工艺；在验船见证过程中，产品生产流程控制无法保证准确性，在生产见证过程中周期长，保证如皱纹纸
何能高效、有效的生产锻件是此次技术改进需要解决的问题。锻件力学性能要求较为严格，同时参照标准也来自于《ASTM A514 Grade Q》中相关钢板标准，针对锻件与钢板的差别，所以对热处理调质有着更严格的要求。
主要研究攻关方案
按《ASTM A514 Grade Q》及《材料与焊接规范》，同时依据CCS 要求原材料厂家也取得CCS 工厂认证资质，我方使用原材料为太钢所生产。材料成分分析检验均符合用户要求（表1、表2），同时符合我厂内控要求。调质处理力学性能，按JB/T 5000.8-2007 Ⅳ组验收见表3。
生产工艺确定
锻造工艺确定，由于焊评试板结构较为简单，所以在锻造工艺方面只需考虑CCS中对零件取样数量、取样位置及试样规格的要求。图1为我方生产锻造工艺卡。
表1 低倍检测结果
表2 高倍检测结果
耐寒输送带
表3 ASTM A514Q 基本指标
在部分锻件自检试样区，调质后待自检性能合格后，再同CCS共检，以确保产品一次通过共检，如产生不合格不仅是时间上的浪费，在验证锻件的费用上将形成更大的损失。同时严格控制每一步加工工序，做到标识及时移植，保证每一个零件具有可追溯性。CCS 中要求，产品需具有唯一标识，产品编码作为零件唯一可追溯依据。这也是产品在生产中最需注意的问题。零件调质前粗加工草图如图2所示。
研究攻关内容
图1 锻造工艺
图2 粗加工草图
图3 锻后热处理工艺
本振泄露图4 零件工艺模型示意图
图5 调质工艺图
仿形切割机通过此预备热处理，最主要的目的是改善内部组织、细化晶粒，为最终热处理做好组织准备。A514Q 锻后热处理工艺如图3 所示。此次生产海工产品数量较大，共计108 件产品，同时按用户要求每件产品都需性能检验。我厂确定零件工艺模型示意图如图4 所示。
由于第一次生产此海工产品，在调质前根据以往经验及相关资料，查得A514Q 材料化学成分与之前所生产的Q690E 相近，按照公式及经验确定材料淬火温度、冷却介质，冷却时间按锻件截面计算所得，制定调质工艺如图5所示。
在调质工艺完成后，作为热处理检验方法采用硬度值通过系数转换，确定材料的抗拉强度范围，在硬度检验后，由于硬度值偏高，考虑补充二次回火降低硬度值，由于二次回火往
往会产生组织遗传效应，所以将第二次回火温度提高到(700±10)℃。
以上工艺完成后在后期力学性能检验过程中，其检验试样屈服强度均偏低，同时，部分锻件的力学性能屈服强度都出现了不满足要求的情况(表4)，按照海工要求，按件取样锻件在力学性能不合格的情况下，需按2 倍数量重新取样，或者重新热处理（热处理次数不超过两次）。由于此批次锻件屈服强度低，所以重新调质此批次中性能检验中不合格锻件。
分析前批次调质工艺锻件在700℃回火，回火温度已经达到调质工艺的最高回火温度，通常调质工艺的回火温度为550 ～650℃，考虑到钢共析转变的温度为727℃，根据公式计算得出材料A514Q 的Ac1 值在705℃左右。补充700℃回火在其共析转变线附近，部分组织可能已经发生了奥氏体相的转变，在回火完成后空冷状态下形成了珠光体组织，使强度降低。列举部分锻件力学性能见表4。
表4 部分锻件力学性能
触指根据以上原因分析，重新热处理时调整零件调质工艺，主要在调整零件回火温度方面考虑，要使其工艺完成后得到良好的回火索氏体组织，以具有较高的强度及良好的韧性。
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