马晓兵 林春生 熊 彦 刘国平 王国栋

(武汉重工铸锻有限责任公司，湖北430084)

核电站用大螺栓不仅要求具有很高的屈服和抗拉强度，而且还要具有很高的低温冲击性能。核电大螺栓在热处理过程中的主要难点是淬透性差。大螺栓材质为40NCD7.03，相当于JB/ZQ 4288—1986中的40CrNiMo。

1 大螺栓的技术条件

大螺栓的粗加工图见图1。大螺栓的化学成分要求值见表1。大螺栓的力学性能要求见表2。力学性能试样取样要求是：同炉号同炉调质后取2件(其中1件为本体硬度最高，1件为本体硬度最低)做纵向试验(1/2半径处取样)。

图1 大螺栓粗加工图Figure 1 The rough machining sketch of the big bolts

表1 化学成分要求值(质量分数，%)Table 1 The desired value of chemical composition (mass fraction，%)

表2 力学性能要求值Table 2 The desired value of mechanical property

2 大螺栓常规热处理工艺及力学性能

2.1 成分调整

为了提供好的热处理基体，炼钢时应从以下三个方面进行控制：(1)C控制在中下限，既可提高材料的塑韧性又可减少淬裂倾向。(2)合金元素控制在上限，可增加材料的淬透性和提高塑韧性。(3)尽量减少有害残留元素P、S的含量，保证纯净度。炉号为104-1271钢锭的化学成分见表3。

2.2 大螺栓常规工艺热处理

表3 化学成分实测值(质量分数，%)Table 3 The measured value of chemical composition (mass fraction，%)

大螺栓常规工艺热处理见图2。其主要参数的确定原则是：

(1)850±10℃保温2 h。根据钢的淬火加热温度表查得，淬火温度为840～860℃。

(2)根据Ms点经验公式，可得到炉号为104-1271的Ms=328℃。查类似直径钢件水冷冷却曲线，要想得到马氏体需水冷8 min。

(3)250～300℃保温2 h。根据40NCD7.03钢的过冷奥氏体转变图，在该温度保温，可使残留奥氏体向马氏体转变，同时，也可以减少热应力。

(4)40NCD7.03钢具有回火脆性，因此，回火后油冷可以避免回火脆性。……