氫是大型鍛件中的一種非常有害而又難于完全避免的雜質(zhì),其數(shù)量雖然很少,但對(duì)鍛件的塑性、韌性的影響卻很大,還會(huì)導(dǎo)致在大型鍛件中生成白點(diǎn),使得鍛件在加工或使用中突然出現(xiàn)內(nèi)部裂紋,從而使鍛件報(bào)廢或造成重大的事故與損害。因此,對(duì)于每一位從事大型鍛件生產(chǎn)與研究的工程技術(shù)人員,都必須對(duì)氫在大型鍛件中的存在、行為、及其所造成的危害有一個(gè)比較系統(tǒng)與深入的了解,并進(jìn)而求得比較恰當(dāng)?shù)?/span>解決這個(gè)問題。
(一)冶煉過程:
大型鍛件中的氫主要來自鋼的冶煉過程,為了減少鋼水中的含氫量,在冶煉中要特別注意以下幾個(gè)方面:
1.爐料與各種加入物的純凈與干燥程度,廢鋼中的鐵銹、石灰石中的水分、礦石中的結(jié)晶水,以及一切煉鋼加入物的濕度,均可成為鋼水中氫的重要來源。因此,必須對(duì)其進(jìn)行精選、清潔和充分烘烤,以盡量減少煉鋼原料帶入鋼水的氫。
2.鋼水的沸騰降碳速度。在純沸騰期中,降碳速度的大小對(duì)鋼水中氫的逸出具有重大影響。資料認(rèn)為,平爐煉鋼在純沸騰期中的降碳速度應(yīng)達(dá)到每小時(shí)0.2%-0.4%C;電爐煉鋼在氧化后期的降碳速度應(yīng)不低于每分鐘0.015%C;如采用吹氧操作,降碳速度可以達(dá)到每分鐘0.3%-0.4%C。降碳速度愈高,沸騰愈劇烈,氫的逸出愈多。
3.煉鋼后期的控制。強(qiáng)烈沸騰后,鋼水中的含氫量已降至***低點(diǎn)。因此,在保證完成工序要求的前提下,應(yīng)加快后續(xù)過程的操作,以盡量減少鋼水中含氫量的上升。
4.爐渣的堿度。對(duì)堿性平爐來說,爐渣的堿度以不低于3為好。
5.大氣濕度的影響。煉鋼時(shí)大氣濕度對(duì)鋼水中含氫量的影響極為巨大。冬、春季節(jié), 空氣干燥,鋼水中的含氫量較少;夏、秋季節(jié),多雨潮濕,鋼水中的含氫量急劇增加。
十分明顯,對(duì)于重要大型鍛件的冶煉生產(chǎn),應(yīng)當(dāng)盡量安排在冬、春季節(jié)進(jìn)行。如有困難,亦應(yīng)躲過6-8月的多雨季節(jié)。其次,在制訂大型鍛件的鍛后熱處理工藝時(shí),應(yīng)當(dāng)考査它的冶煉歷史。對(duì)于由在夏、秋多雨季節(jié)澆出的鋼錠所制成的大型鍛件,應(yīng)當(dāng)適當(dāng)延長(zhǎng)其去氫退火時(shí)間。
(二)焊接過程:
焊接是個(gè)局部熔煉過程,焊條及藥皮中的氫、助熔劑中的結(jié)晶水、凝固劑中的結(jié)晶水、以及焊接時(shí)空氣中的水汽等,都可在焊接時(shí)將氫引入熔池,使焊縫金屬及熔合線附近區(qū)域中的含氫量增加。資料認(rèn)為,焊接后,焊縫金屬中的殘留含氫量約為4-6。若在焊后施以低溫退火或中溫保溫后緩慢冷卻處理,將可使焊縫中的殘留氫的數(shù)量大大下降,降至2左右。