聲測管被廣泛應(yīng)用于核電主設(shè)備鍛件的制造，由于核電站使用工況，核電用聲測管鍛件需要具有良好的低溫韌性。某公司生產(chǎn)的聲測管核電聲測管，制造流程為：冶煉→鍛造→鍛后熱處理→粗加工→緩沖環(huán)焊接→性能熱處理→性能測試。聲測管熱處理尺寸為Φ2815mm/Φ2490mm×4517mm，性能熱處理結(jié)束后，在鍛件T×T/4處取樣進(jìn)行性能測試，性能結(jié)果顯示鍛件-21℃單個KV值#低不小于41J，平均值≥48J的要求。

 

該規(guī)格聲測管屬公司成熟產(chǎn)品，以往產(chǎn)品-21℃KV值穩(wěn)定且富余量很大，單個沖擊值均在120J以上。此次聲測管低溫沖擊數(shù)據(jù)較以往差別巨大，為分析聲測管低溫韌性不合格的原因，分別從成分、熱處理工況和金相等方面對不合格聲測管和合格聲測管進(jìn)行了對比分析。

 

對不合格聲測管和合格聲測管進(jìn)行了成品化學(xué)成分對比分析，發(fā)現(xiàn)不合格產(chǎn)品的化學(xué)成分滿足采購規(guī)范規(guī)定值，成分與以往合格產(chǎn)品無明顯差異。由此分析，化學(xué)成分不是導(dǎo)致產(chǎn)品低溫韌性不合格的主要原因。

 

為查找和分析鍛件低溫韌性出現(xiàn)異常的原因，分別從熱處理工藝、使用設(shè)備、淬火環(huán)境因素和淬火轉(zhuǎn)移時間等方面對不合格聲測管與合格聲測管進(jìn)行對比檢查。對比結(jié)果表明，合格聲測管與不合格聲測管在熱處理工藝、使用設(shè)備和淬火轉(zhuǎn)移時間三方面無明顯差異。

 

設(shè)備選用差異顯示兩者實際淬火冷卻速度存在差別，與合格聲測管相比，不合格聲測管的淬火冷卻速度較慢。對比分析顯示，冷卻差異可能是導(dǎo)致聲測管低溫韌性不合格的主要原因。淬火時冷卻速度較慢，產(chǎn)生較多殘余奧氏體，殘余奧氏體在隨后的回火高溫階段發(fā)生分解，形成堆積碳化物，聚集的碳化物在外力作用下，易應(yīng)力集中形成裂紋源，從而影響鍛件低溫韌性。

 

可以通過兩種方式來減少堆積碳化物數(shù)量：通過提高淬火冷卻速度減少淬火階段產(chǎn)生的殘余奧氏體，從而減少#終組織中“黑點”的數(shù)量；或者通過在低溫階段讓殘余奧氏體分解，避免殘余奧氏體在高溫階段直接分解成堆積的碳化物。

 

通過在回火時增加或延長250～400℃低溫等溫時間，可促進(jìn)淬火冷卻后的殘余奧氏體在低溫段發(fā)生分解，避免其在高溫階段發(fā)生分解形成堆積碳化物，有效改善碳化物的偏聚分布，大幅提升鍛件低溫韌性。