1、引言
    按年1500～2000萬千瓦的生產(chǎn)任務(wù)計(jì)算，用作鍋爐汽包的19Mn6鋼板用后剩下大約上百噸的邊角余料�？紤]19Mn6鋼與20、25鋼的化學(xué)成分接近、性能相當(dāng)，同屬碳素鋼類型，如果用19 Mn6鋼板余料改鍛代替20、25鋼鍛件作聯(lián)箱端蓋等零件，既可節(jié)約20、25鋼，又可以把邊角余料充分利用起來，這樣可以降低鍋爐成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。
    經(jīng)過可行性論證分析，用19Mn6鋼板代20、25鋼作閥門聯(lián)箱端蓋等鍛件是完全可行的。為了在生產(chǎn)中順利推廣使用，掌握鍛造方法，用19Mn6鋼板余料進(jìn)行了鍛造工藝試驗(yàn)，結(jié)果表明，19Mn6鍛件的各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到了相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，可以用于生產(chǎn)，現(xiàn)將試驗(yàn)過程與結(jié)果分析如下。
2、試驗(yàn)用材料
2.1化學(xué)成分
    選用19Mn6鋼板余料，材質(zhì)檢驗(yàn)編號為K96-002，檢驗(yàn)試樣號88，其化學(xué)成分如表1。
2.2力學(xué)性能
    試驗(yàn)用100mm厚的19Mn6鋼板余料，其材料力學(xué)性能如表2所示。
2.3試料的超聲波探傷檢查
  為了保證鍛件質(zhì)量，對試料(100 mm X190 mrn×200 mm)進(jìn)行了超聲波擦傷檢驗(yàn)，擦傷儀器型號為USIP-11，探頭頻率2 MHz，采用直探頭，探頭直徑∮24 mm。探傷方法采用縱波接觸法，探傷零部件安ZBJ74003/881級，探傷結(jié)果全部合格。
3、試驗(yàn)方法
3.1試驗(yàn)用料的切取
    試驗(yàn)用料取厚度100 mm的19Mn6鋼板余料，采用手工氣割下料，為防止鍛造時(shí)產(chǎn)生裂紋，對氣割面進(jìn)行磨光。鍛件坯樣尺寸為100 mm×190 mm×200 mm，試料數(shù)量3件。
3.2鍛造工藝及設(shè)備
    我廠用于200，300，600 MW鍋爐上的20、25鋼聯(lián)箱端蓋，檢查驗(yàn)收按廠標(biāo)30-85-089技術(shù)條件。試驗(yàn)用零件圖號為95-5466聯(lián)箱端蓋II型，規(guī)格為∮219mmX 28 mm，鍛造時(shí)使用套模鍛05-268，設(shè)備選用3t自由鍛錘，鍛件最終成形后的毛坯如圖l所示。
3.2.1鍛造溫度及冷卻方法
    鍛造過程中采用光學(xué)高溫計(jì)進(jìn)行測溫，其溫度規(guī)范及鍛后冷卻方式如表3所示。
3.2.2鍛造方法
    試件的鍛造采用3t自由鍛錘，與實(shí)際生產(chǎn)相同的鍛造方法，即一般鍛造法，將100 mmX190 mmX200 mm的方料直接鐓粗、滾圓，鍛打成∮200 mm左右的圓柱體，再用套模鍛05-268鍛成端蓋。
3.2.3鍛造比
    鐓粗前的坯料高度：H前=200；鐓粗后的坯料高度：Hra =106 mm;鍛造比：Y=H前/Hra=1.9。對于鍛件的鍛造比要求，按照30. 85. 089標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，采用熱軋鍛造時(shí)，鍛件主截面的鍛造比不得小于1.6，因此該試驗(yàn)的鍛造比滿足技術(shù)條件的要求。
3.3鍛后的熱處理工藝
    鍛后熱處理為三種狀態(tài)：一件不熱處理，一件正火，一件正火十回火。正火處理規(guī)范為：加熱溫度910～940℃，保溫時(shí)間1 min．mm-1，空冷。
4、試驗(yàn)結(jié)果
4.1鍛件的外觀檢查及力學(xué)性能
    檢查鍛件外觀，未發(fā)現(xiàn)裂紋等有害缺陷，表面質(zhì)量良好，滿足了30. 2001. 089標(biāo)準(zhǔn)要求。
    各取以上3種熱處理狀態(tài)的端蓋（2拉6沖）試樣，加工成標(biāo)準(zhǔn)的拉力和沖擊試樣，其中沖擊試樣采用V型缺口，測定其力學(xué)性能見表4。
    從表4看出，19Mn6鍛件性能較好，能滿足30. 85. 089標(biāo)準(zhǔn)中20、25鋼鍛件的力學(xué)性能要求。
4.2鍛件的金相組織
    不同熱處理狀態(tài)下，鍛件的金相組織如表5及圖2所示。
5、結(jié)果分析
    (1)從上述試驗(yàn)看出，19Mn6鋼板的化學(xué)成分與20、25鋼是相近的，而其中Si、Mn含量比20、25鋼高，但在鍛造過程中沒有影響19Mn6鍛件的性能質(zhì)量，相反，由于Si、Mn元素的固溶強(qiáng)化，使鍛件保持了較高的強(qiáng)度。
    (2) 19Mn6鋼板按生產(chǎn)中常用的碳鋼鍛造工藝鍛造后，鍛件的力學(xué)性能都達(dá)到了30. 85. 089標(biāo)準(zhǔn)中20、25鋼鍛件的性能要求。在30. 85. 089標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，沖擊試樣采用U型缺口試驗(yàn)驗(yàn)收，而這次試驗(yàn)中，采用了V型缺口試樣，是一種比較嚴(yán)格的試驗(yàn)試樣。試樣的U型與V型缺口，兩者之間雖然沒有直觀的對照標(biāo)準(zhǔn)，但一般認(rèn)為，同一鋼種用V型缺口試樣測得的Akv沖擊值相當(dāng)于U型缺口試樣測得的Aku的1／2。如果一種鋼要求Akv值是40J，而用V型缺口試樣的Akv值只需要20 J就合格了。按照這樣的規(guī)律，10號試樣最低的Akv沖擊值40 J（相當(dāng)于U型缺口的Aku值80 J）滿足了廠標(biāo)30. 85. 089中的20、25鋼沖擊值的要求，所以19Mn6鍛件無論是鍛態(tài)或熱處理狀態(tài)，其力學(xué)性能均滿足20、25鋼鍛件的性能要求，富通新能源銷售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒木屑顆粒機(jī)壓制的木屑生物質(zhì)顆粒燃料。
    (3)從金相組織觀察看出，19Mn6鋼板的組織為鐵素體十珠光體，而鍛后19Mn6鍛件的組織仍為鐵素體十珠光體，但是不經(jīng)熱處理鍛件組織粗大，還有少量的魏氏體組織，這種組織使沖擊值不均勻。鍛件經(jīng)正火熱處理后，魏氏體組織消除，沖擊韌性值大大改善。所以從上面試驗(yàn)看出，19Mn6鍛件鍛后須進(jìn)行正火熱處理。
    (4)下料的方法對鍛件質(zhì)量有一定的影響。手工氣割后，氣剖面比較粗糙，在鍛造過程中，由于反復(fù)鐓粗拔長，容易在原氣割面產(chǎn)生裂紋或折疊。因此手工氣割下料后，必須在氣割面進(jìn)行修磨，才能保證鍛件質(zhì)量。
6、結(jié)論
    (1)利用19Mn6鋼板余料鍛后代替20、25鋼鍛件，作為聯(lián)箱端蓋等零件是可行的。
    (2) 19Mn6鋼鍛件的鍛造溫度可選擇為：加熱溫度1200℃，保溫1min．mm-1；始鍛溫度1100～1150℃；終鍛溫度≥850℃，鍛后空冷。
    (3)鍛后采用正火熱處理，加熱溫度為910～940℃；保溫時(shí)間為1min·mm-1，空冷。
    (4)因氣割下料，氣割面粗糙、質(zhì)量差，必須進(jìn)行修磨。建議將余料割成條狀，鍛成方鋼，再用鋸床下料，這樣可以保證質(zhì)量，不用修磨。