如何減少起重機車輪鍛件鋼中含氫量

減少起重機行車輪鍛件鋼中的含氫量是防止氫脆（氫致延遲斷裂）的關鍵措施。以下是通過工藝優化和材料控制實現這一目標的具體方法：

1. 原材料控制

• 低氫原材料選擇

• 使用經過烘烤干燥的廢鋼和鐵合金（如烘烤溫度≥600℃，時間≥2小時），確保無油污、水分和有機物殘留。

• 優先選用低氫含量的合金添加劑（如預脫氫處理的鎳、鉬等）。

• 爐料預處理

• 對廢鋼進行拋丸處理或酸洗，去除表面銹蝕和氧化物（可能吸附水分）。

2. 熔煉與精煉工藝優化

• 熔煉環境控制

• 電弧爐（EAF）或精煉爐（LF/VD）中采用干燥的造渣劑（如石灰、螢石需預先烘烤至200℃以上）。

• 控制爐氣濕度（如使用惰性氣體覆蓋或真空環境）。

• 真空脫氣處理

• RH（循環真空脫氣）：在真空度≤67 Pa下循環處理15-30分鐘，可去除80%以上的氫。

• VD（真空罐脫氣）：在≤100 Pa真空度下保持20-40分鐘，同時吹氬攪拌（流量0.5-1.5 Nm3/t）。

• 真空澆注：在真空環境下完成鋼液澆注，避免二次吸氫。

• 精煉時間延長

• 延長LF爐精煉時間至≥30分鐘，配合氬氣攪拌（流量0.2-0.5 Nm3/t），促進氫氣泡上浮。

3. 澆注與凝固控制

• 鑄型干燥處理

• 鋼錠?；蜩T型需預熱至150-300℃，并通過氮氣吹掃去除殘留水分。

• 使用無水涂料（如醇基涂料）替代含水涂料。

• 保護澆注

• 采用長水口+氬氣密封澆注，減少鋼液與空氣接觸（氧含量控制≤20 ppm）。

• 澆注溫度控制在液相線以上30-50℃，避免凝固過快阻礙氫逸出。

4. 鍛造與熱處理工藝

• 鍛造過程優化

• 鍛造前將鋼坯緩慢加熱（升溫速率≤100℃/h），并在800-1200℃區間充分保溫（1-2小時），促進氫擴散。

• 避免鍛造后快速冷卻，采用坑冷或爐冷（冷卻速率≤50℃/h）。

• 去氫退火處理

• 鍛后立即進行去氫退火：200-300℃下保溫12-48小時（具體時間根據工件厚度調整，一般按1小時/25mm計算）。

• 對于高合金鋼，可采用階梯式升溫（如200℃→250℃→300℃，每段保溫8小時）。

5. 存儲與后處理

• 防潮存儲

• 成品鍛件存放于濕度≤40%的環境中，或表面噴涂防銹油/環氧涂層隔絕水汽。

• 運輸時使用干燥劑和密封包裝。

• 焊后去氫處理

• 若涉及焊接修復，焊后需在250-350℃保溫2-4小時，消除焊縫區氫富集。

6. 檢測與監控

• 氫含量檢測

• 使用熱導法（TCD）或惰性氣體熔融法（ASTM E1447）檢測成品氫含量，目標值≤2 ppm。

• 對可疑批次進行慢應變速率試驗（SSRT）評估氫脆敏感性。

• 工藝參數記錄

• 全程監控熔煉、精煉、澆注、熱處理等關鍵環節的溫濕度、真空度、氬氣流量等參數。

關鍵數據參考

通過以上系統性控制，可將行車輪鍛件鋼中氫含量降至安全水平，顯著降低氫脆風險，提升起重機車輪鍛件的服役可靠性。