1、引言
    按年1500～2000萬千瓦的生產任務計算，用作鍋爐汽包的19Mn6鋼板用后剩下大約上百噸的邊角余料。考慮19Mn6鋼與20、25鋼的化學成分接近、性能相當，同屬碳素鋼類型，如果用19 Mn6鋼板余料改鍛代替20、25鋼鍛件作聯箱端蓋等零件，既可節約20、25鋼，又可以把邊角余料充分利用起來，這樣可以降低鍋爐成本，提高經濟效益。
    經過可行性論證分析，用19Mn6鋼板代20、25鋼作閥門聯箱端蓋等鍛件是完全可行的。為了在生產中順利推廣使用，掌握鍛造方法，用19Mn6鋼板余料進行了鍛造工藝試驗，結果表明，19Mn6鍛件的各項性能指標均達到了相應的技術標準要求，可以用于生產，現將試驗過程與結果分析如下。
2、試驗用材料
2.1化學成分
    選用19Mn6鋼板余料，材質檢驗編號為K96-002，檢驗試樣號88，其化學成分如表1。
2.2力學性能
    試驗用100mm厚的19Mn6鋼板余料，其材料力學性能如表2所示。
2.3試料的超聲波探傷檢查
  為了保證鍛件質量，對試料(100 mm X190 mrn×200 mm)進行了超聲波擦傷檢驗，擦傷儀器型號為USIP-11，探頭頻率2 MHz，采用直探頭，探頭直徑∮24 mm。探傷方法采用縱波接觸法，探傷零部件安ZBJ74003/881級，探傷結果全部合格。
3、試驗方法
3.1試驗用料的切取
    試驗用料取厚度100 mm的19Mn6鋼板余料，采用手工氣割下料，為防止鍛造時產生裂紋，對氣割面進行磨光。鍛件坯樣尺寸為100 mm×190 mm×200 mm，試料數量3件。
3.2鍛造工藝及設備
    我廠用于200，300，600 MW鍋爐上的20、25鋼聯箱端蓋，檢查驗收按廠標30-85-089技術條件。試驗用零件圖號為95-5466聯箱端蓋II型，規格為∮219mmX 28 mm，鍛造時使用套模鍛05-268，設備選用3t自由鍛錘，鍛件最終成形后的毛坯如圖l所示。
3.2.1鍛造溫度及冷卻方法
    鍛造過程中采用光學高溫計進行測溫，其溫度規范及鍛后冷卻方式如表3所示。
3.2.2鍛造方法
    試件的鍛造采用3t自由鍛錘，與實際生產相同的鍛造方法，即一般鍛造法，將100 mmX190 mmX200 mm的方料直接鐓粗、滾圓，鍛打成∮200 mm左右的圓柱體，再用套模鍛05-268鍛成端蓋。
3.2.3鍛造比
    鐓粗前的坯料高度：H前=200；鐓粗后的坯料高度：Hra =106 mm;鍛造比：Y=H前/Hra=1.9。對于鍛件的鍛造比要求，按照30. 85. 089標準規定，采用熱軋鍛造時，鍛件主截面的鍛造比不得小于1.6，因此該試驗的鍛造比滿足技術條件的要求。
3.3鍛后的熱處理工藝
    鍛后熱處理為三種狀態：一件不熱處理，一件正火，一件正火十回火。正火處理規范為：加熱溫度910～940℃，保溫時間1 min．mm-1，空冷。
4、試驗結果
4.1鍛件的外觀檢查及力學性能
    檢查鍛件外觀，未發現裂紋等有害缺陷，表面質量良好，滿足了30. 2001. 089標準要求。
    各取以上3種熱處理狀態的端蓋（2拉6沖）試樣，加工成標準的拉力和沖擊試樣，其中沖擊試樣采用V型缺口，測定其力學性能見表4。
    從表4看出，19Mn6鍛件性能較好，能滿足30. 85. 089標準中20、25鋼鍛件的力學性能要求。
4.2鍛件的金相組織
    不同熱處理狀態下，鍛件的金相組織如表5及圖2所示。
5、結果分析
    (1)從上述試驗看出，19Mn6鋼板的化學成分與20、25鋼是相近的，而其中Si、Mn含量比20、25鋼高，但在鍛造過程中沒有影響19Mn6鍛件的性能質量，相反，由于Si、Mn元素的固溶強化，使鍛件保持了較高的強度。
    (2) 19Mn6鋼板按生產中常用的碳鋼鍛造工藝鍛造后，鍛件的力學性能都達到了30. 85. 089標準中20、25鋼鍛件的性能要求。在30. 85. 089標準中規定，沖擊試樣采用U型缺口試驗驗收，而這次試驗中，采用了V型缺口試樣，是一種比較嚴格的試驗試樣。試樣的U型與V型缺口，兩者之間雖然沒有直觀的對照標準，但一般認為，同一鋼種用V型缺口試樣測得的Akv沖擊值相當于U型缺口試樣測得的Aku的1／2。如果一種鋼要求Akv值是40J，而用V型缺口試樣的Akv值只需要20 J就合格了。按照這樣的規律，10號試樣最低的Akv沖擊值40 J（相當于U型缺口的Aku值80 J）滿足了廠標30. 85. 089中的20、25鋼沖擊值的要求，所以19Mn6鍛件無論是鍛態或熱處理狀態，其力學性能均滿足20、25鋼鍛件的性能要求，富通新能源銷售生物質鍋爐，生物質鍋爐主要燃燒木屑顆粒機壓制的木屑生物質顆粒燃料。
    (3)從金相組織觀察看出，19Mn6鋼板的組織為鐵素體十珠光體，而鍛后19Mn6鍛件的組織仍為鐵素體十珠光體，但是不經熱處理鍛件組織粗大，還有少量的魏氏體組織，這種組織使沖擊值不均勻。鍛件經正火熱處理后，魏氏體組織消除，沖擊韌性值大大改善。所以從上面試驗看出，19Mn6鍛件鍛后須進行正火熱處理。
    (4)下料的方法對鍛件質量有一定的影響。手工氣割后，氣剖面比較粗糙，在鍛造過程中，由于反復鐓粗拔長，容易在原氣割面產生裂紋或折疊。因此手工氣割下料后，必須在氣割面進行修磨，才能保證鍛件質量。
6、結論
    (1)利用19Mn6鋼板余料鍛后代替20、25鋼鍛件，作為聯箱端蓋等零件是可行的。
    (2) 19Mn6鋼鍛件的鍛造溫度可選擇為：加熱溫度1200℃，保溫1min．mm-1；始鍛溫度1100～1150℃；終鍛溫度≥850℃，鍛后空冷。
    (3)鍛后采用正火熱處理，加熱溫度為910～940℃；保溫時間為1min·mm-1，空冷。
    (4)因氣割下料，氣割面粗糙、質量差，必須進行修磨。建議將余料割成條狀，鍛成方鋼，再用鋸床下料，這樣可以保證質量，不用修磨。