壓力容器在制造過程中,將帶來以下問題:由于過量的冷卷、冷矯形等冷加工引起的冷作硬化。由于焊接引起的焊縫區(qū)組織和性能的變化。由于焊接產(chǎn)生殘余應(yīng)力以及由此而導(dǎo)致的應(yīng)力腐蝕裂紋的產(chǎn)生和發(fā)展。 壓力容器焊接時(shí),當(dāng)母材相鄰區(qū)域產(chǎn)生一溫差大于100度的急劇溫度梯度時(shí),在鐵素體鋼或相當(dāng)?shù)钠渌牧现幸鸩痪鶆虻乃苄詰?yīng)變,而在隨后的冷卻過程中,將產(chǎn)生一個(gè)峰值應(yīng)力達(dá)到屈服點(diǎn)的殘余應(yīng)力場。 另外,由于壓力容器制造中的不均勻塑性應(yīng)變導(dǎo)致在彈性-塑性材料中產(chǎn)生殘余應(yīng)變,而殘余應(yīng)變可以是來自機(jī)械的(主要是冷卷、冷矯形等冷加工)熱力的(主要是焊接過程產(chǎn)生的),或者兩者兼有的原因,也就是熱機(jī)械的原因。
在壓力容器加工完成的產(chǎn)品中將留下殘余彈性應(yīng)變場,并承受相應(yīng)的彈性殘余應(yīng)力。殘余應(yīng)力的存在,將影響壓力容器的使用性能。為了消除焊接區(qū)峰值應(yīng)變,達(dá)到內(nèi)應(yīng)變均勻分布這一目的,可以采取多種方法,如機(jī)械震動(dòng)法、焊后加熱法等。然而,由于壓力容器中許多潛在的問題主要來自焊縫區(qū)的冶金損傷,所以,采用機(jī)械方法以降低內(nèi)應(yīng)變的手段已經(jīng)不足以預(yù)防日后運(yùn)行過程中可能出現(xiàn)的諸多問題。另外,金屬的氫脆現(xiàn)象已經(jīng)比較為人們所關(guān)注。氫進(jìn)入鋼以后,機(jī)械性能會(huì)發(fā)生明顯的變壞。

齒輪簡單的滲碳熱處理工藝是在滲碳后降溫至淬火溫度,經(jīng)保溫后直接淬火。采用此方法容易使材料晶粒粗大,脆性較大,工件組織應(yīng)力大,只能承載強(qiáng)度較小的小模數(shù)齒輪。目前生產(chǎn)中20CrMoMn鋼零件常用的工藝是在滲碳后先爐冷到550℃出爐空冷,隨后重新入爐加熱淬火。由于滲碳后需爐冷到一定溫度才能出爐,出爐溫度越低對(duì)工件表面減少氧化脫碳越有利,而爐溫越低,工件降溫速度也就越慢;另一方面,由于工件進(jìn)爐淬火加熱時(shí)需經(jīng)過一段建立爐氣碳勢的時(shí)間,才能確保淬火后工件的表面質(zhì)量。因此目前這種熱處理工藝耗費(fèi)時(shí)間較長。