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大容积钢制无缝气瓶作为天然气运输长管拖车的核心部件属于特种设备容器。根据相关法规和标准规定,瓶体发生鼓包则该支气瓶须判废。一旦判废,必须为用户免费更换新瓶,导致企业经济损失,亦不可低估企业声誉在市场中的负面影响。为避免发生类似质量事故,本文对返厂一支鼓包气瓶研究分析,找出发生鼓包的真实原因。并围绕着气瓶生产过程中亟待解决的调质热处理最佳工艺的核心问题,展开了系列研究,通过正交试验方法,寻求调质热处理的最佳工艺,为今后气瓶生产提供实验依据。论文的主要工作如下: 对气瓶鼓包进行失效分析。通过瓶体鼓包部位硬度测试、制取元素、拉伸、金相、冲击试样,进行化学成分和力学性能试验分析,初步得出鼓包部位材料的化学成分、低温冲击功、脱碳层深度满足相关标准,而抗拉强度Rm、屈服强度RP0.2、内外表面硬度、显微组织不符合标准规定。初步推断:发生气瓶鼓包的原因,是调质热处理工艺不当,回火温度过高,造成回火后局部显微组织铁素体含量过高,导致抗拉强度Rm、屈服强度Rp0.2、硬度明显偏低,而长管拖车气瓶的工作压力为20MPa,使用过程中若气瓶局部应力超出材料的屈服强度时,便会产生塑性变形,进而发生瓶体鼓包现象。 采用正交试验方法对调质热处理工艺参数进行优化。本文利用正交试验法模拟气瓶热处理工艺,对正交试验方案结果进行综合加权评分、直观分析、方差分析,得到影响气瓶力学性能因素的主次顺序为:回火温度、淬火温度、淬火液浓度、淬火时间、回火时间。给出气瓶用钢最佳热处理工艺为:“淬火940℃,保温50min,淬火液浓度4%;回火610℃,保温100min”。 最佳工艺的实验验证。根据最佳热处理工艺,调质试样环和试验瓶,通过检测试样环的力学性能和试验瓶做水压爆破试验,验证气瓶在优化热处理工艺参数下的综合性能,为工业化生产过程的热处理控制提出了指导意见。