大型筒節是加氫反應器的關(guān)鍵組成部分，由于其長(cháng)期工作在高溫、高壓和腐蝕的環(huán)境中，所以對其綜合力學(xué)性能要求極高。大型筒節通用的加工方法是自由鍛，生產(chǎn)效率低，為了提高其生產(chǎn)效率，中國設計了大型筒節軋機，將其應用于大型筒節生產(chǎn)。由于大型筒節壁厚尺寸大，軋制成形壓下率低，心部壓下率不足30%，如果熱塑性變形量未達到動(dòng)態(tài)再結晶臨界變形量時(shí)，材料組織再結晶不充分，易出現混晶及粗晶組織，降低材料使用壽命。

　　科研工作者針對加氫反應器大型筒節經(jīng)軋制成形后心部易出現混晶、粗晶組織和當前等溫式正火工藝熱處理周期長(cháng)、能源消耗大兩大問(wèn)題，從熱處理工藝入手，提出了臺階式臨界區正火熱處理方案，通過(guò)與傳統的等溫式正火熱處理制度下組織和力學(xué)性能的對比，得出2次臺階式臨界區高溫側正火為最佳的熱處理工藝。

　　研究結果表明：2次臺階式臨界區高溫側正火消除混晶和細化晶粒的效果優(yōu)于等溫式正火，其熱處理后平均晶粒尺寸為18μm，混晶組織基本消除，回火后滲碳體球化和均勻化效果好；2次臺階式臨界區高溫側正火熱處理后材料的屈服強度、抗拉強度和-30℃夏比沖擊吸收功分別為681MPa、768MPa 和181J，綜合力學(xué)性能優(yōu)于等溫式正火; -30℃沖擊斷口均為準解理斷裂，其低溫沖擊斷口塑性脊數量明顯多于等溫式正火熱處理，低溫沖擊吸收功較大; 與等溫式正火工藝相比，2次臺階式臨界區高溫側正火工藝可將正火保溫時(shí)間縮短30%，正火加熱溫度降低，大大降低了能源消耗。