Crynodeb: Astudiwyd dylanwad gwahanol brosesau trin gwres ar berfformiad deunydd ZG06Cr13Ni4Mo. Mae'r prawf yn dangos, ar ôl triniaeth wres ar 1 010 ℃ normaleiddio + 605 ℃ tymheru cynradd + 580 ℃ tymheru eilaidd, mae'r deunydd yn cyrraedd y mynegai perfformiad gorau. Ei strwythur yw martensite carbon isel + austenite trawsnewid gwrthdro, gyda chryfder uchel, caledwch tymheredd isel a chaledwch addas. Mae'n bodloni gofynion perfformiad y cynnyrch wrth gymhwyso cynhyrchu triniaeth wres castio llafn mawr.
Geiriau allweddol: ZG06Cr13NI4Mo; dur di-staen martensitig; llafn
Mae llafnau mawr yn rhannau allweddol mewn tyrbinau ynni dŵr. Mae amodau gwasanaeth y rhannau yn gymharol llym, ac maent yn destun effaith llif dŵr pwysedd uchel, traul ac erydiad am amser hir. Dewisir y deunydd o ddur di-staen martensitig ZG06Cr13Ni4Mo gyda phriodweddau mecanyddol cynhwysfawr da a gwrthiant cyrydiad. Gyda datblygiad ynni dŵr a castiau cysylltiedig tuag at raddfa fawr, cyflwynir gofynion uwch ar gyfer perfformiad deunyddiau dur di-staen megis ZG06Cr13Ni4Mo. I'r perwyl hwn, ynghyd â'r treial cynhyrchu ZG06C r13N i4M o llafnau mawr o fenter offer ynni dŵr domestig, trwy reolaeth fewnol o'r cyfansoddiad cemegol materol, prawf cymhariaeth proses triniaeth wres a dadansoddiad canlyniad prawf, y normaleiddio sengl optimized + gwres tymheru dwbl Roedd proses drin ZG06C r13N i4M o ddeunydd dur di-staen yn benderfynol o gynhyrchu castiau sy'n bodloni gofynion perfformiad uchel.
1 Rheolaeth fewnol o gyfansoddiad cemegol
Mae deunydd ZG06C r13N i4M o yn ddur di-staen martensitig cryfder uchel, y mae'n ofynnol iddo fod â phriodweddau mecanyddol uchel a chadernid effaith tymheredd isel da. Er mwyn gwella perfformiad y deunydd, rheolwyd y cyfansoddiad cemegol yn fewnol, gan ofyn am w (C) ≤ 0.04%, w (P) ≤ 0.025%, w (S) ≤ 0.08%, a rheolwyd y cynnwys nwy. Mae Tabl 1 yn dangos ystod cyfansoddiad cemegol rheolaeth fewnol y deunydd a chanlyniadau dadansoddi cyfansoddiad cemegol y sampl, ac mae Tabl 2 yn dangos gofynion rheolaeth fewnol y cynnwys nwy materol a chanlyniadau dadansoddi'r cynnwys nwy sampl.
Tabl 1 Cyfansoddiad cemegol (ffracsiwn màs, %)
| elfen | C | Mn | Si | P | S | Ni | Cr | Mo | Cu | Al |
| gofyniad safonol | ≤0.06 | ≤1.0 | ≤0.80 | ≤0.035 | ≤0.025 | 3.5-5.0 | 11.5-13.5 | 0.4-1.0 | ≤0.5 |
|
| Rheolaeth Fewnol Cynhwysion | ≤0.04 | 0.6-0.9 | 1.4-0.7 | ≤0.025 | ≤0.008 | 4.0-5.0 | 12.0-13.0 | 0.5-0.7 | ≤0.5 | ≤0.040 |
| Dadansoddwch y canlyniadau | 0.023 | 1.0 | 0.57 | 0.013 | 0.005 | 4.61 | 13.0 | 0.56 | 0.02 | 0.035 |
Tabl 2 Cynnwys nwy (ppm)
| nwy | H | O | N |
| Gofynion rheolaeth fewnol | ≤2.5 | ≤80 | ≤150 |
| Dadansoddwch y canlyniadau | 1.69 | 68.6 | 119.3 |
Cafodd y deunydd ZG06C r13N i4M o ei fwyndoddi mewn ffwrnais drydan 30 t, ei fireinio mewn ffwrnais LF 25T i'w aloi, gan addasu'r cyfansoddiad a'r tymheredd, a'i ddadgarbwreiddio a'i ddad-nwyo mewn ffwrnais VOD 25T, a thrwy hynny gael dur tawdd â charbon uwch-isel, cyfansoddiad unffurf, purdeb uchel, a chynnwys nwy niweidiol isel. Yn olaf, defnyddiwyd gwifren alwminiwm ar gyfer dadocsidiad terfynol i leihau'r cynnwys ocsigen yn y dur tawdd a mireinio'r grawn ymhellach.
2 Prawf proses triniaeth wres
2.1 Cynllun prawf
Defnyddiwyd y corff castio fel y corff prawf, maint y bloc prawf oedd 70mm × 70mm × 230mm, ac roedd y driniaeth wres ragarweiniol yn meddalu anelio. Ar ôl ymgynghori â'r llenyddiaeth, y paramedrau proses trin gwres a ddewiswyd oedd: normaleiddio tymheredd 1 010 ℃, tymheredd tymheru cynradd 590 ℃, 605 ℃, 620 ℃, tymheredd tymheru eilaidd 580 ℃, a defnyddiwyd prosesau tymheru gwahanol ar gyfer profion cymharol. Dangosir y cynllun prawf yn Nhabl 3.
Tabl 3 Cynllun prawf triniaeth wres
| Cynllun prawf | Proses prawf triniaeth wres | Prosiectau peilot |
| A1 | 1 010 ℃ Normaleiddio + 620 ℃ Tempering | Priodweddau tynnol Caledwch effaith Caledwch HB Priodweddau plygu Microstrwythur |
| A2 | 1 010 ℃ Normaleiddio + 620 ℃ Tempering + 580 ℃ Tempering | |
| B1 | 1 010 ℃ Normaleiddio + 620 ℃ Tempering | |
| B2 | 1 010 ℃ Normaleiddio + 620 ℃ Tempering + 580 ℃ Tempering | |
| C1 | 1 010 ℃ Normaleiddio + 620 ℃ Tempering | |
| C2 | 1 010 ℃ Normaleiddio + 620 ℃ Tempering + 580 ℃ Tempering |
2.2 Dadansoddiad o ganlyniadau profion
2.2.1 Dadansoddi cyfansoddiad cemegol
O'r canlyniadau dadansoddi cyfansoddiad cemegol a chynnwys nwy yn Nhabl 1 a Thabl 2, mae'r prif elfennau a chynnwys nwy yn unol â'r ystod rheoli cyfansoddiad optimized.
2.2.2 Dadansoddiad o ganlyniadau profion perfformiad
Ar ôl triniaeth wres yn ôl gwahanol gynlluniau prawf, cynhaliwyd profion cymharu priodweddau mecanyddol yn unol â safonau GB/T228.1-2010, GB/T229-2007, a GB/T231.1-2009. Dangosir canlyniadau'r arbrawf yn Nhabl 4 a Thabl 5.
Tabl 4 Dadansoddiad priodweddau mecanyddol o wahanol gynlluniau prosesau trin gwres
| Cynllun prawf | Rp0.2/Mpa | Rm/Mpa | A/％ | Z/％ | AKV/J(0℃) | Gwerth caledwch HBW |
| safonol | ≥550 | ≥750 | ≥15 | ≥35 | ≥50 | 210 ~ 290 |
| A1 | 526 | 786 | 21.5 | 71 | 168, 160, 168 | 247 |
| A2 | 572 | 809 | 26 | 71 | 142, 143, 139 | 247 |
| B1 | 588 | 811 | 21.5 | 71 | 153, 144, 156 | 250 |
| B2 | 687 | 851 | 23 | 71 | 172, 165, 176 | 268 |
| C1 | 650 | 806 | 23 | 71 | 147, 152, 156 | 247 |
| C2 | 664 | 842 | 23.5 | 70 | 147, 141, 139 | 263 |
Tabl 5 Prawf plygu
| Cynllun prawf | Prawf plygu （d=25, a=90°） | asesu |
| B1 | Crac 5.2 × 1.2mm | Methiant |
| B2 | Dim craciau | cymwysedig |
O gymharu a dadansoddi priodweddau mecanyddol: (1) Normaleiddio + triniaeth wres tymheru, gall y deunydd gael gwell priodweddau mecanyddol, sy'n dangos bod gan y deunydd galedwch da. (2) Ar ôl normaleiddio triniaeth wres, mae cryfder cynnyrch a phlastigrwydd (elongation) y tymheru dwbl yn cael eu gwella o'i gymharu â'r tymheru sengl. (3) O'r arolygiad a'r dadansoddiad perfformiad plygu, mae perfformiad plygu proses prawf normaleiddio B1 + sengl yn ddiamod, ac mae perfformiad prawf plygu'r broses brawf B2 ar ôl tymheru dwbl yn gymwys. (4) O gymharu canlyniadau profion 6 thymheredd tymheru gwahanol, mae gan gynllun proses B2 o 1 010 ℃ normaleiddio + 605 ℃ tymheru sengl + 580 ℃ tymheru eilaidd yr eiddo mecanyddol gorau, gyda chryfder cynnyrch o 687MPa, elongation o 23%, caledwch effaith o fwy na 160J ar 0 ℃, caledwch cymedrol o 268HB, a pherfformiad plygu cymwys, i gyd yn bodloni gofynion perfformiad y deunydd.
2.2.3 Dadansoddiad strwythur metallograffig
Dadansoddwyd strwythur metallograffig prosesau prawf deunydd B1 a B2 yn unol â safon GB / T13298-1991. Mae Ffigur 1 yn dangos strwythur metallograffig normaleiddio + 605 ℃ tymheru cyntaf, ac mae Ffigur 2 yn dangos strwythur metallograffig normaleiddio + tymheru cyntaf + ail dymheru. O'r archwiliad a dadansoddiad metallograffig, prif strwythur ZG06C r13N i4M o ar ôl triniaeth wres yw lath martensite carbon isel + austenite gwrthdroi. O'r dadansoddiad strwythur metallograffig, mae bwndeli lath martensite o'r deunydd ar ôl y tymheru cyntaf yn fwy trwchus ac yn hirach. Ar ôl yr ail dymheru, mae'r strwythur matrics yn newid ychydig, mae'r strwythur martensite hefyd wedi'i fireinio ychydig, ac mae'r strwythur yn fwy unffurf; o ran perfformiad, mae cryfder y cynnyrch a'r plastigrwydd yn cael eu gwella i raddau.
Ffigur 1 ZG06Cr13Ni4Mo normaleiddio + un microstructure tymheru
Ffigur 2 ZG06Cr13Ni4Mo normaleiddio + dwywaith tymheru strwythur metallograffig
2.2.4 Dadansoddiad o ganlyniadau profion
1) Cadarnhaodd y prawf fod gan ddeunydd ZG06C r13N i4M o galedwch da. Trwy normaleiddio + triniaeth wres tymheru, gall y deunydd gael priodweddau mecanyddol da; mae cryfder cynnyrch a phriodweddau plastig (elongation) dau dymheru ar ôl normaleiddio triniaeth wres yn llawer uwch na rhai un tymheru.
2) Mae'r dadansoddiad prawf yn profi bod strwythur ZG06C r13N i4M o ar ôl normaleiddio yn martensite, ac mae'r strwythur ar ôl tymheru yn lath carbon isel wedi'i dymheru martensite + austenite gwrthdroi. Mae gan yr austenite gwrthdroi yn y strwythur tymheru sefydlogrwydd thermol uchel ac mae'n cael effaith sylweddol ar briodweddau mecanyddol, eiddo effaith a phriodweddau proses castio a weldio y deunydd. Felly, mae gan y deunydd gryfder uchel, caledwch plastig uchel, caledwch priodol, ymwrthedd crac da ac eiddo castio a weldio da ar ôl triniaeth wres.
3) Dadansoddwch y rhesymau dros wella perfformiad tymheru eilaidd ZG06C r13N i4M o. Ar ôl normaleiddio, gwresogi a chadwraeth gwres, mae ZG06C r13N i4M o yn ffurfio austenite graen mân ar ôl austenitization, ac yna'n trawsnewid yn martensite carbon isel ar ôl oeri cyflym. Yn y tymheru cyntaf, mae'r carbon supersaturated yn y martensite yn gwaddodi ar ffurf carbidau, a thrwy hynny leihau cryfder y deunydd a gwella plastigrwydd a chaledwch y deunydd. Oherwydd tymheredd uchel y tymheru cyntaf, mae'r tymheru cyntaf yn cynhyrchu austenite gwrthdro hynod fân yn ogystal â'r martensite tymherus. Mae'r austenites gwrthdro hyn yn cael eu trawsnewid yn rhannol yn martensite yn ystod oeri tymheru, gan ddarparu amodau ar gyfer cnewyllo a thwf austenit gwrthdro sefydlog a gynhyrchir eto yn ystod y broses dymheru eilaidd. Pwrpas tymheru eilaidd yw cael digon o austenit gwrthdro sefydlog. Gall yr austenites gwrthdro hyn gael eu trawsnewid fesul cam yn ystod dadffurfiad plastig, a thrwy hynny wella cryfder a phlastigrwydd y deunydd. Oherwydd amodau cyfyngedig, mae'n amhosibl arsylwi a dadansoddi'r austenite cefn, felly dylai'r arbrawf hwn gymryd y priodweddau mecanyddol a'r microstrwythur fel y prif wrthrychau ymchwil ar gyfer dadansoddiad cymharol.
3 Cais Cynhyrchu
Mae ZG06C r13N i4M o yn ddeunydd dur cast dur di-staen cryfder uchel gyda pherfformiad rhagorol. Pan wneir y cynhyrchiad llafnau gwirioneddol, defnyddir y cyfansoddiad cemegol a'r gofynion rheolaeth fewnol a bennir gan yr arbrawf, a'r broses trin gwres o normaleiddio eilaidd + tymeru ar gyfer cynhyrchu. Dangosir y broses trin gwres yn Ffigur 3. Ar hyn o bryd, mae cynhyrchu 10 llafn ynni dŵr mawr wedi'i gwblhau, ac mae'r perfformiad i gyd wedi bodloni gofynion y defnyddiwr. Maent wedi pasio ail-arolygiad y defnyddiwr ac wedi cael gwerthusiad da.
Ar gyfer nodweddion llafnau crwm cymhleth, dimensiynau cyfuchliniau mawr, pennau siafftiau trwchus, ac anffurfiad a chracio hawdd, mae angen cymryd rhai mesurau proses yn y broses trin gwres:
1) Mae pen y siafft ar i lawr ac mae'r llafn i fyny. Mabwysiadir y cynllun llwytho ffwrnais i hwyluso'r anffurfiad lleiaf, fel y dangosir yn Ffigur 4;
2) Sicrhewch fod bwlch digon mawr rhwng y castiau a rhwng y castiau a'r plât gwaelod haearn pad i sicrhau oeri, a sicrhau bod y pen siafft trwchus yn bodloni'r gofynion canfod ultrasonic;
3) Mae cam gwresogi'r darn gwaith yn cael ei rannu sawl gwaith i leihau straen sefydliadol y castio yn ystod y broses wresogi i atal cracio.
Mae gweithredu'r mesurau trin gwres uchod yn sicrhau ansawdd triniaeth wres y llafn.
Ffigur 3 Proses trin gwres llafn ZG06Cr13Ni4Mo
Ffigur 4 Cynllun llwytho ffwrnais proses trin gwres llafn
4 Casgliadau
1) Yn seiliedig ar reolaeth fewnol cyfansoddiad cemegol y deunydd, trwy brawf y broses trin gwres, penderfynir bod y broses trin gwres o ZG06C r13N i4M o ddeunydd dur di-staen cryfder uchel yn broses trin gwres o 1 010 ℃ normaleiddio + 605 ℃ tymheru cynradd + 580 ℃ tymheru eilaidd, a all sicrhau bod priodweddau mecanyddol, eiddo effaith tymheredd isel a phriodweddau plygu oer y deunydd castio yn bodloni'r gofynion safonol.
2) Mae gan ddeunydd ZG06C r13N i4M o galedwch da. Mae'r strwythur ar ôl normaleiddio + triniaeth wres tymheru ddwywaith yn lath martensite carbon isel + austenite gwrthdro gyda pherfformiad da, sydd â chryfder uchel, caledwch plastig uchel, caledwch priodol, ymwrthedd crac da a pherfformiad castio a weldio da.
3) Mae'r cynllun triniaeth wres o normaleiddio + dwywaith tymeru a bennir gan yr arbrawf yn cael ei gymhwyso i'r broses trin gwres o gynhyrchu llafnau mawr, ac mae'r priodweddau materol i gyd yn bodloni gofynion safonol y defnyddiwr.
Amser postio: Mehefin-28-2024
