在制造過(guò)程中，壓力容器設(shè)備多采用焊接成型，其焊接組織具有較高的內(nèi)應(yīng)力，在外力作用下，材料極易形成裂紋，危害很大，因此焊后需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行整體或局部熱處理，以消除焊接殘余應(yīng)力，降低焊接接頭的硬度，改善其力學(xué)性能。然而隨著裝置向大型化和復(fù)雜化發(fā)展，焊后熱處理過(guò)程頻繁，而且容器成型后無(wú)法再取樣，因此為模擬容器在制造過(guò)程中所經(jīng)歷的所有焊后熱處理過(guò)程，對(duì)進(jìn)廠供貨狀態(tài)的鋼板及鍛件進(jìn)行模擬焊后熱處理，預(yù)先判斷經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間熱處理后的材料能否保持其應(yīng)有的力學(xué)性能。筆者選取承壓設(shè)備常用的12Cr2Mo1鋼和14Cr1Mo鋼鍛件為研究對(duì)象，討論模擬焊后熱處理制度對(duì)承壓容器用鋼組織和力學(xué)性能的影響。

1. 模擬焊后熱處理制度

NB/T 47008—2017 《承壓設(shè)備用碳素鋼和合金鋼鍛件》附錄B附加要求中提到“力學(xué)性能試驗(yàn)前全部試樣坯料應(yīng)在低于臨界溫度下進(jìn)行一次或多次熱處理，這主要基于鍛件產(chǎn)品在承壓元件制造過(guò)程中會(huì)經(jīng)受的焊后熱處理或其他熱處理”。模擬焊后熱處理的保溫時(shí)間分為最小模擬焊后熱處理時(shí)間和最大模擬焊后熱處理時(shí)間。最小模擬焊后熱處理時(shí)間是根據(jù)制造過(guò)程中實(shí)際焊后熱處理時(shí)間來(lái)確定的；最大模擬焊后熱處理時(shí)間是幾次焊后熱處理時(shí)間和設(shè)備返修重新進(jìn)爐所需要時(shí)間的總和，一般最大模擬焊后熱處理時(shí)間是最小模擬焊后熱處理時(shí)間的3~4倍。

根據(jù)JB/T 7556—1994 《熱壁加氫反應(yīng)器用2 1/4Cr-1Mo鋼鍛件技術(shù)條件》及承壓設(shè)備常用技術(shù)要求，最大模擬焊后熱處理?xiàng)l件為（690 ±5） ℃×26 h, 最小模擬焊后熱處理?xiàng)l件為（690 ±5） ℃×8 h。

2. 試驗(yàn)材料

采用的承壓設(shè)備用12Cr2Mo1鋼和14Cr1Mo鋼的化學(xué)成分如表1所示，兩種材料的化學(xué)成分均滿足標(biāo)準(zhǔn)NB/T 47008—2017的要求。鍛件的厚度為260 mm，供貨狀態(tài)均為正火+回火，供貨態(tài)下組織均為回火貝氏體。

3. 試驗(yàn)結(jié)果

3.1 力學(xué)性能測(cè)試

利用萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)、金屬擺錘沖擊試驗(yàn)機(jī)、高溫拉伸試驗(yàn)機(jī)及數(shù)顯電子布氏硬度計(jì)對(duì)不同模擬熱處理制度下的12Cr2Mo1鋼和14Cr1Mo鋼進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試，結(jié)果如表2，3所示。由表2，3可知：經(jīng)模擬焊后熱處理的12Cr2Mo1鋼試樣交貨狀態(tài)下具有較高的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度，隨著模擬焊后熱處理時(shí)間的延長(zhǎng)，試樣的常溫抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度均下降，斷后伸長(zhǎng)率變大，斷面收縮率變化不大，高溫（550 ℃）瞬時(shí)屈服強(qiáng)度下降，沖擊韌性變大，硬度變??；14Cr1Mo鋼試樣的力學(xué)性能變化趨勢(shì)與12Cr2Mo1鋼試樣相同。由此可見(jiàn)，對(duì)于厚度為260 mm的12Cr2Mo1鋼和14Cr1Mo鋼鍛件材料，模擬焊后熱處理對(duì)其常溫和高溫拉伸性能影響較大；供貨狀態(tài)和模擬焊后熱處理狀態(tài)下兩種材料的低溫沖擊韌性都較好，即使經(jīng)歷最大模擬焊后熱處理，材料也沒(méi)有表現(xiàn)出脆化現(xiàn)象。