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12cr1movG合金管就已形成批量生產能力。目前可生產的規(guī)格大外徑630mm、大壁厚60mm，今后可生產的規(guī)格將擴大到Φ630～711mm×60～80mm，常規(guī)生產的熱處理工藝按GB5310-1995《高壓鍋爐用無縫鋼管標準》執(zhí)行。該標準規(guī)定：為保證大中直徑厚壁12Cr1MoVG鋼管的組織、性能合格，壁厚30～40mm的鋼管，正火冷卻時應進行強制冷卻；壁厚大于40mm的鋼管，需進行調質處理。由于12Cr1MoV鋼中含合金元素V，使熱處理對組織結構及熱強性的影響趨于復雜化，而且熱處理過程中各個環(huán)節(jié)也相互制約，因此，給其熱處理工藝的研究帶來了一定的難度。在實際生產中發(fā)現：厚壁12Cr1MoVG鋼管的沖擊韌性指標分散，穩(wěn)定性較差（尤其是D/S較小時），其性能隨熱處理工藝波動的問題更加突出。如Φ219mm×29mm、Φ508mm×20mm、Φ194mm×30mm等規(guī)格鋼管在正火后采用普通空冷（或風冷）的工藝處理時，其沖擊指標高低不均，1組試樣中沖擊功值有的高達200J，有的僅幾焦耳。但是對于壁厚大于40mm的鋼管，若按標準要求采用調質工藝處理后，其強度指標常常偏高，甚至超過標準規(guī)定的上限，且伸長率等塑性指標較低，鋼管的綜合性能較差。因此，掌握正火后的冷卻速度與鋼的組織結構和性能變化間的關系，有助于在實際熱處理時將冷卻速度控制在合理的范圍內，從而獲得良好的綜合性能。這就要求對不同規(guī)格的鋼管熱處理工藝進行優(yōu)化。1.2優(yōu)化熱處理工藝的研究針對生產中出現的厚壁12Cr1MoVG鋼管沖擊指標不均，重點分析研究了12Cr1MoV鋼的冷卻轉變特點及有關資料。結果表明：12Cr1MoV鋼的奧氏體化溫度和奧氏體化后的冷卻速度對其組織結構均有較大的影響，其中正火后的冷卻速度對其影響大，也為重要。特別是從發(fā)生轉變開始到Bf點的冷卻速度較關鍵，可以認為，通過750～500℃時，保持大于20℃/min的冷卻速度能夠得到具有良好蠕變強度性能的原始組織［1］。事實上，在實際生產中，尤其是對厚壁管而言，普通空氣冷卻很難達到這種冷卻速度；若采用完全入水淬火，則強度指標會過高，且不是有效的解決辦法。另外，在實驗室進行正火后采取不同的冷卻速度得到不同組織性能的試驗，結果表明：厚壁12Cr1MoVG鋼管具有良好的綜合性能的佳組織是回火貝氏體（30%～40%）和鐵素體+珠光體（60%～70%）［2］。因此，控制好正火后的鋼管冷卻速度，是優(yōu)化熱處理工藝的關鍵，也是獲得良好的組織以及優(yōu)良的綜合性能的保證。將理論分析與生產實際相結合，對不同規(guī)格的12Cr1MoVG鋼管制訂了不同的正火冷卻方式的熱處理生產工藝：壁厚小于20mm的鋼管，正火后一般采取空冷的熱處理工藝；壁厚大于30mm的鋼管，采用“水冷+空冷”的優(yōu)化熱處理工藝；壁厚20～30mm的鋼管，根據外徑/壁厚（D/S）的大小，選擇風冷或“水冷+空冷”的正火工藝�！八�+空冷”是從生產實踐中總結出來的新工藝，同時也符合12Cr1MoV鋼的冷卻轉變特點。所謂“水冷+空冷”是指水冷時不能使鋼管冷透發(fā)生馬氏體轉變，而是使鋼管經水冷到一定溫度后出水再在空氣中冷卻。這樣既可以滿足鋼管在750～500℃快速冷卻的要求，又可獲得部分貝氏體組織。實際生產時，為防止強度指標過高，正火鋼管出爐后并不直接入水，需要等待一定時間才入水冷卻，等待和冷卻的時間主要根據12Cr1MoV鋼的冷卻轉變曲線和鋼管的不同壁厚與外徑來選擇：鋼管管壁越厚、外徑越大，則入水前的等待時間越長，水中冷卻的時間也越長。2優(yōu)化熱處理工藝的生產實踐2.1力學性能和金相組織大量的生產實踐證明：某些規(guī)格的12Cr1MoVG鋼管按標準工藝熱處理后，性能不合格的改用優(yōu)化的熱處理新工藝即“水冷+空冷”進行處理，熱處理后的力學性能指標、金相組織均達到標準要求，完全滿足高壓鍋爐管的使用要求。2.1.1力學性能指標對比某些規(guī)格的12Cr1MoVG鋼管按標準熱處理工藝和“水冷+空冷”優(yōu)化熱處理工藝進行處理后的力學性能結果對比。