20G高壓鍋爐管為Fe-25Ni-15Cr基高溫合金，加入Mo、Ti、Al、V及量P，主要通過時效析出γ’-Ni3相進(jìn)行強(qiáng)化，同時由于Cr的存在，具有良好的抗腐蝕性能。該合金在650℃以下具有高的屈服強(qiáng)度和持久、蠕變強(qiáng)度，并且具有較好的加工塑性及滿意的焊接性能，因此常被用作航空緊固件等。

研究人員將20g高壓鍋爐管經(jīng)線切割加工成Φ10mm的棒材，對試樣進(jìn)行編號，分別使用3種不同的熱處理方法，研究時效及時效溫度對優(yōu)質(zhì)高強(qiáng)20g高壓鍋爐管組織與力學(xué)性能的影響，以獲得綜合性能。

研究結(jié)果表明： 1.700℃時效能將固溶后的20g高壓鍋爐管的抗拉強(qiáng)度提高51%。達(dá)到853.7MPa，屈服強(qiáng)度提高了41%，達(dá) 到485.6MPa，伸長率和斷面收縮率有所下降，分別為23.3%和23.9%。這是由于在時效過程中析出了細(xì)小且彌散分布于基體的γ’-Ni3相起到了沉淀強(qiáng)化的作用。

2.將時效溫度提高到718℃，γ’相析出數(shù)量增加，20g高壓鍋爐管的抗拉強(qiáng)度進(jìn)一步提高，達(dá)到1055MPa和647.3MPa，伸長率和斷面收縮率與700℃時效相比略有回升，達(dá)到24.7%和26.9%。因此，982℃固溶+718℃時效能使合金獲得較好的綜合力學(xué)性能。

高壓鍋爐管的熱處理：

1.正火：正火溫度880℃-940℃；正火溫度890℃-950℃。

2.正火加回火：正火溫度：900℃-960℃；回火溫度680℃-730℃。

3.熱處理 - 是利用加熱和冷卻以改變高壓鍋爐管物理性質(zhì)的方法。 熱處理能改善高壓鍋爐管的顯結(jié)構(gòu), 使達(dá)到所需的物理要求。韌性, 硬度 和耐磨性 是通過熱處理而獲得的特性中的幾種。要獲得這些特性, 需使用熱處理中的淬硬<又稱淬火>, 回火, 退火<又稱朡化>和表面淬硬等操作。

4.淬火 - 是將20G高壓鍋爐管均勻地加熱至適當(dāng)溫度, 然後迅速浸入水或油中急冷, 或在空氣中或冷凍區(qū)中冷卻, 使高壓鍋爐管獲得所需要的硬度。

5.回火 - 高壓鍋爐管淬硬後會變脆, 同時由淬火急冷而引致的應(yīng)力, 可使高壓鍋爐管受到輕擊而斷裂。 要脆性, 可用回火處理法。 回火就是將高壓鍋爐管重新加熱至適當(dāng)?shù)臏囟然蝾伾? 然後予以急冷。 回火雖然高壓鍋爐管的硬度略為減少, 但可增加高壓鍋爐管的韌性而降低其脆性。

6.退火 - 退火是高壓鍋爐管的內(nèi)在應(yīng)力和勒化鋼件的方法。 退火法是將鋼件加熱至高於臨界溫度, 然後放入乾灰, 石灰, 石棉或封閉在爐內(nèi), 令它慢慢冷卻。

7.硬度 - 是材料抵抗外物刺入的一種能力。試驗(yàn)高壓鍋爐管硬度的普通方法是用銼刀在工件邊緣上銼擦, 由其表面所呈現(xiàn)的擦痕深淺以判定其硬度的高低。 這種方法稱為銼試法 這種方法不太科學(xué)。 用硬度試驗(yàn)器來試驗(yàn)極為準(zhǔn)確, 是現(xiàn)代試驗(yàn)硬度常用的方法。 常用的試驗(yàn)法有洛氏硬度試驗(yàn) 洛氏硬度試驗(yàn)機(jī)利用鉆石沖入金屬的深度來測定高壓鍋爐管的硬度, 沖入深度愈大, 硬度愈小。 鉆石沖入金屬的深度, 可從指針指出正確的數(shù)字, 該數(shù)字稱為洛氏硬度數(shù)。

8.鍛造 - 是用錘擊使金屬成為一定形狀<成型> 的方法, 當(dāng)高壓鍋爐管加熱達(dá)到鍛造溫度時, 可以從事鍛造, 彎屈, 抽拉, 成型等操作。 大多數(shù)高壓鍋爐管加熱至鮮明櫻紅色時都很易鍛造。

9.脆性 - 表示高壓鍋爐管容易破裂的性質(zhì), 鑄鐵的脆性大, 甚至跌落地上亦會破裂。 脆性與硬度有密切關(guān)系, 硬度高的20#精密鋼管通常脆性亦大。

10.延性 - 是金屬受外力 變形而不碎裂的性質(zhì), 延性的高壓鍋爐管可抽拉成細(xì)線。

11.彈性 - 是高壓鍋爐管受外力變形, 當(dāng)外力之後又恢復(fù)其原有形狀的一種性質(zhì)。彈簧鋼是極富彈性的一種材料。

12.硬度 - 是金屬抵抗外物刺入或切削的一種能增加高壓鍋爐管硬度常用的方法是淬火。

13.展性 - 又稱可鍛性, 是金屬延性或柔軟性的另一種表示法。展性是金屬接受錘鍛或滾軋而變形時不致破裂的一種性質(zhì)。

14.韌性 - 是高壓鍋爐管抵受震動或沖擊的能力。 韌性與脆性剛好相反。