半马氏体不锈钢球阀阀座的焊接工艺         

        半马氏体不锈钢，也叫作马氏体沉淀硬化不锈钢，代表牌号为：17-4PH。多次试验的结果表明，球体材质采用ZG2Cr13，在其表面堆焊Stellite NO. 6 合金，阀座用17-4PH沉淀硬化不锈钢制造，在球体旋转过程中阀座和球体形成摩擦副，可以减少“抱死”现象的发生，大大提高硬密封球阀的使用性能。因为17-4PH算是使用比较少的一种材料，阀座生产制造工艺比较特殊，和大家讨论下17-4PH的阀座生产过程。

        17－4PH钢导热率低，坯料尺寸( 截面) 较大，需要加热较长时间才能达到锻造温度。为了缩短锻造坯料在高温炉中停留的时间，一般需要在990-1020℃的温度条件下预热2h 左右。然后将预热的毛坯放入高温炉中加热，当温度达到锻造温度( 1 180 ～ 1 230℃) 时，保温约1.5h后应立即出炉锻造，防止加热温度过高工件过热、过烧及合金出现类似有富铜相析出的现象。

        半马氏体不锈钢球阀阀座的焊接工艺 锻造在锻造温度下，17-4PH 钢的塑性差，变形抗力大，容易出现裂纹。应严格控制锻造温度。始锻温度1180℃，终锻温度1 010℃。毛坯加热3 ～ 3. 5h 达到1 230℃，出炉后进行第一火锻造，未发现异常。回炉加热0.5h后进行第二火锻造，也未发现异常。在900 ～ 950℃ 下进行整平，以防飞边裂纹的产生。另外，在锻造过程中需使用冲子，冲头要有一定的锥度，为增加扩孔效果，可以几个冲子叠加起来使用。

        与2Cr13 堆焊Stellite NO.6的表面硬度379HB 相差50HB 以上的是用1040℃×1h，空冷，610℃×4h，空冷方法进行热处理的17-4PH 钢，其硬度为329HB。在锻造毛坯的热处理过程中应注意马氏体开始转变点及时效处理的温度。转变点17-4PH钢的马氏体开始转变点Ms约为121℃，转变终了点Mf约为32℃。阀座属于大截面部件，应于650℃下预热，然后在高温炉中加热至1040℃，保温1h,空冷，需要快冷至32℃以下，即空冷、水冷或油冷，为了防止龟裂，多采用空冷。

       时效处理在时效处理时，有富铜相从马氏体中析出，使钢产生沉淀硬化。这时，钢件的收缩率为0.04% ～ 0.06%，越是精密的工件，热处理后对阀座进行机加工越要对此多加考虑。加热可以在大气或真空的环境下进行。如果在大气环境下，应该考虑表面有氧化皮。在时效处理时，如时锻造后禁止快速冷却，以防止锻件开裂，应采用炉冷、坑冷、或灰沙冷却。已知在2Cr13 上堆焊StelliteNO.6的表面硬度测试结果为379HB。而阀座的表面硬度比该硬度要相差50HB 以上，用17-4PH 钢试样进行热处理试验。效温度为620℃左右，工件即使在海上恶劣的环境条件下使用，也不会出现应力腐蚀开裂的现象，即兼有消除应力热处理的作用。若时效温度为620℃，在含H2S 的酸性氯化物溶液中，其耐应力腐蚀开裂性能要比其他沉淀硬化不锈钢更优越。

       17-4PH 钢阀座的平面图如图所示。按常规加工的工序应为坯料→锻造→固溶处理→粗加工→时效处理→精加工。为了降低制造成本，时效处理可在粗加工前进行，即固溶和时效处理连续进行，粗加工和精加工连续进行。工件以坯料→锻造→固溶处理→时效处理→粗加工→精加工工序进行。加工顺序为①粗车内部和外部尺寸，球R162mm 处留出余量2mm。② 精车完成各部尺寸， 球R162mm 留出研磨余量。③粗磨，精磨完成球

R162mm 尺寸加工。④A 面与其他零件配研，提高光洁度，保证密封性能

     17-4PH 钢时效处理后有较高的硬度，因此用作阀座和阀盘等摩擦部件时，可以减少“抱死”现象的发生。17-4PH 钢经热处理后实现了马氏体+ 富铜相强化，达到阀座的力学性能，其硬度达到329HB 或以下，满足摩擦副硬度相差50HB 以上的要求。