12Cr13马氏体不锈钢12Cr13阀门热处理和回火状态不锈钢事业部(食品、工业防腐

【12Cr13马氏体不锈钢12Cr13阀门热处理和回火状态】不锈钢事业部(食品、工业防腐防酸、航空航天、汽车零部件等领域)-上海隆继
随着石油工业的发展，石油设备的完善，几年来，在石油及化工工业上的投资更是大幅上升，特别是在海上油气田勘探、天然气勘探开发。从而增加石油井口设备需求。而深层油气田含有大量的HS.CO、高氯化物等腐蚀介质，对钻采设备具有高腐蚀性，材料的选择对阀体的寿命有着致关重要的影响，为了适应海上钻井的需要，越来越多的油田选用12Cr13材料做阀体的材料，这种马氏体钢以它良好的耐蚀性，被油田越来越广泛的应用。
12Crl3是马氏体型号不锈钢，它是国际上通用的牌号，美国称AISI410 ，法国RCC-M为Z10C-13,日本称SUS410、德国DIN标准中的X15Cr13、12Cr13属于半马氏体型不锈钢，经淬火的组织除马氏体外，尚存在铁素体组织，在经淬火和回火的热处理后具有较高的强度、韧性，较好的耐蚀性、加工性能和冷变形能力，具有良好的减振性， 12Cr13主要用于对韧性要求较高且具有不锈性和具有良好的热裂解抗硫腐蚀设备，亦可制作在常温条件下的耐弱腐蚀介质的设备和部件。

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12Cr13材质的化学成份（见表1)

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12Cr13热处理中经常存在的问题及解决办法（如图1) 。
材料热处理后机械性能的差异及硬度不均匀性的克服
由于这种材料的导热性差，表层与次表层存在着较大差异，有面临材料的热处理不均匀，材料的机械性能不合格，经常在热处理后的检测过程中会发现热处理后的机械性能一般为84.3% ，而我公司的阀体非对称性，或内部有一端不开孔，淬火液要从一端进入，同时又从这一端流出，阀体封头一侧更易出现硬度不均或软点的问题。以及不同的形态及不同的质量的工件淬火后的硬度及机械性能会有所不同。通过工装控制淬火方向，同时工件做横向摇摆，使淬火液与工件充分接触，并尽力排空淬火件的内腔在淬火瞬间形成气膜，防止出现硬度不均或软点的问题。以及不同的形态及不同的质量的工件淬火后的硬度及机械性能会有所不同。

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材料热回火过程中的开裂问题
淬火后回火组织为回火索氏体，由于12Cr13r的导热性较差，导致表面和内部的加热和冷却不能实现同步实现，当表层产生回火时紧邻表面层的次表层还处于马氏体转变区间，马氏体转变过程产生了较大的组织应力，当组织应力和表层与次表层之间的存在的热应力相叠加超过材料的屈服强度时，材料表层裂纹开始萌生，并在持续的应力作用下发生扩展形成裂纹，所以淬火后要及时回火，在回火过程尽力使用低温回火，控制在400℃以下入炉，在此过程中使回火过程温升曲线不宜过高，防止在组织转变过程中的体积变化过于集中而产生裂纹，使组织转变更为均匀。

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回火温度的敏感性及回火温度的确定
从下图2中可看出12Cr13对回火温度的敏感性，所以要严格控制回火温度的准确性。通常12Cr13马氏体不锈钢通过淬火加高温回火获得较高的强度和良好的韧性，控制合理的淬火温度及回火温度，得到适合API材料的硬度要求的同时避免材料的开裂的可能性，通过试验性回火温度及时间的选择最终确定其回火温度及时间，得到符合API要求的机械性能。