[发明专利]一种火电厂用F91大型三通锻件的硬度与强度换算方法

说明书

本发明涉及一种火电厂用F91大型三通锻件的硬度与强度换算方法，步骤为：第一步：准备检测试样：F91大型三通锻件采用单件锻造，锻件主截面的锻造比不小于3；第二步：机械打磨检测面：将回火处理后的锻件冷却至室温后对检测面部位进行机械打磨；第三步：检测布氏硬度值：采用硬度计在检测面上检测布氏硬度，在所述检测面均布5个测点进行检测，随后取该5个测点试验值的算术平均值作为该检测面的布氏硬度值；第四步：计算抗拉强度：将第三步得到的布氏硬度值带入抗拉强度的计算公式中，计算得到抗拉强度；本方法可根据所检测的布氏硬度值，在不需要取样进行拉伸试验的条件下可快捷计算F91大型三通锻件材料的抗拉强度值，经济、高效、简单、方便。

技术领域

本发明涉及火电厂金属材料技术领域，具体地讲，涉及一种火电厂用F91大型三通锻件的硬度与强度换算方法。

背景技术

F91大型三通锻件是指用于外径不小于400mm的锻制三通的锻件，包括斜三通(图1所示)、T形三通(图2所示)和Y形三通锻件(图3所示)，它广泛用于火电厂300MW以上的发电机组的主蒸汽管道和高温再热蒸汽管道中，是火电厂的重要高温高压管道元件。

F91锻件材料采用9Cr-1Mo-V钢，其化学成分见表1。F91大型三通锻件材料在正火加回火或淬火加回火状态下的抗拉强度标准值为不小于620MPa，硬度标准值范围为HBW190～HBW248。

表1 F91大型三通锻件材料的化学成分(质量分数，％)

谢亚清等在专著《电厂金属材料》(北京：中国电力出版社，2012)指出金属材料硬度是衡量其软硬程度的一项重要力学性能指标，可综合反映材料的弹性、塑性、强度和韧性等力学性能。火电厂用F91大型三通锻件通过机械加工方法加工成锻制三通后，就无法对成品进行破坏性取样检测其抗拉强度等力学性能指标，一般通过非破坏性检测成品三通硬度的方法来间接了解其强度性能。虽然金属材料硬度与强度有一定对应关系，但目前对火电厂用F91大型三通锻件材料尚无相应的硬度与强度换算方法，相关文献资料提供的金属材料的硬度与强度换算方法要么不适用于F91大型锻件材料，要么就是误差很大，无实际参考意义。

如现行国家标准GB/T 1172-1999《黑色金属硬度及强度换算值》未给出类似F91材料的硬度与强度换算数据，若用该标准中的表1给出的铬钼钢进行换算，其误差很大。缪宗华等在《用改进单纯形法优化钢的硬度与强度换算公式》(金属学报，2001，37(5)：543-546)中基于旧版国家标准GB/T 1172-1974给出了洛氏硬度HRC与抗拉强度R_m换算关系式，该关系式对F91三通锻件材料更不适用。李益民等在《9％～12％Cr马氏体耐热钢母材及焊缝的硬度控制》(热力发电，2010，39(3)：57-60)中给出了金属材料布氏硬度HB与抗拉强度R_m的经验关系式R_m＝3.3HB，该经验关系式对F91三通锻件材料误差较大。

因此，提出一种基于硬度与强度的对应关系而建立准确便捷的硬度与强度换算方法对通过检测金属材料硬度来快速确定其强度具有重要现实意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种误差小、简单、方便、经济、高效的火电厂用F91大型三通锻件的硬度与强度换算方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种火电厂用F91大型三通锻件的硬度与强度换算方法，其特征在于：步骤如下：

第一步：准备检测试样：F91大型三通锻件采用单件锻造，锻件主截面的锻造比不小于3，锻件的热处理方式为正火加回火或淬火加回火；

第二步：机械打磨检测面：将回火处理后的锻件冷却至室温后对检测面部位进行机械打磨，检测面的面积若按直径计则不小于50mm，若按长乘宽计则不小于45mm×40mm，打磨后的检测面粗糙度不小于R_a1.6；