Abstract: Ang impluwensya ng iba't ibang mga proseso ng paggamot sa init sa pagganap ng materyal na ZG06Cr13Ni4Mo ay pinag-aralan. Ipinapakita ng pagsubok na pagkatapos ng heat treatment sa 1 010 ℃ normalizing + 605 ℃ pangunahing tempering + 580 ℃ pangalawang tempering, ang materyal ay umabot sa pinakamahusay na performance index. Ang istraktura nito ay low-carbon martensite + reverse transformation austenite, na may mataas na lakas, mababang temperatura na tigas at angkop na tigas. Natutugunan nito ang mga kinakailangan sa pagganap ng produkto sa paggamit ng malalaking blade casting heat treatment production.
Mga Keyword: ZG06Cr13NI4Mo; martensitic hindi kinakalawang na asero; talim
Ang mga malalaking blades ay mga pangunahing bahagi sa mga hydropower turbine. Ang mga kondisyon ng serbisyo ng mga bahagi ay medyo malupit, at sila ay napapailalim sa mataas na presyon ng epekto ng daloy ng tubig, pagkasira at pagguho sa loob ng mahabang panahon. Ang materyal ay pinili mula sa ZG06Cr13Ni4Mo martensitic stainless steel na may mahusay na komprehensibong mekanikal na mga katangian at corrosion resistance. Sa pagbuo ng hydropower at mga kaugnay na casting patungo sa malakihan, mas mataas na mga kinakailangan ang inilalagay para sa pagganap ng mga materyales na hindi kinakalawang na asero tulad ng ZG06Cr13Ni4Mo. Sa layuning ito, pinagsama sa pagsubok ng produksyon ng ZG06C r13N i4M o malalaking blades ng isang domestic hydropower equipment enterprise, sa pamamagitan ng panloob na kontrol ng materyal na komposisyon ng kemikal, pagsubok sa paghahambing ng proseso ng paggamot sa init at pagsusuri ng resulta ng pagsubok, ang na-optimize na solong normalizing + double tempering heat Ang proseso ng paggamot ng ZG06C r13N i4M o hindi kinakalawang na asero na materyal ay natukoy upang makagawa ng mga casting na nakakatugon sa mga kinakailangan sa mataas na pagganap.
1 Panloob na kontrol sa komposisyon ng kemikal
Ang materyal na ZG06C r13N i4M o ay high-strength martensitic stainless steel, na kinakailangang magkaroon ng mataas na mekanikal na katangian at magandang low-temperature impact toughness. Upang mapabuti ang pagganap ng materyal, ang komposisyon ng kemikal ay panloob na kinokontrol, na nangangailangan ng w (C) ≤ 0.04%, w (P) ≤ 0.025%, w (S) ≤ 0.08%, at ang nilalaman ng gas ay kinokontrol. Ipinapakita ng talahanayan 1 ang hanay ng komposisyon ng kemikal ng panloob na kontrol ng materyal at ang mga resulta ng pagsusuri ng komposisyon ng kemikal ng sample, at ang talahanayan 2 ay nagpapakita ng mga kinakailangan sa panloob na kontrol ng nilalaman ng materyal na gas at ang mga resulta ng pagsusuri ng nilalaman ng sample na gas.
Talahanayan 1 Komposisyon ng kemikal (mass fraction, %)
| elemento | C | Mn | Si | P | S | Ni | Cr | Mo | Cu | Al |
| pamantayang kinakailangan | ≤0.06 | ≤1.0 | ≤0.80 | ≤0.035 | ≤0.025 | 3.5-5.0 | 11.5-13.5 | 0.4-1.0 | ≤0.5 |
|
| Mga Sangkap Panloob na Kontrol | ≤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 |
| Pag-aralan ang mga resulta | 0.023 | 1.0 | 0.57 | 0.013 | 0.005 | 4.61 | 13.0 | 0.56 | 0.02 | 0.035 |
Talahanayan 2 Nilalaman ng gas (ppm)
| gas | H | O | N |
| Mga kinakailangan sa panloob na kontrol | ≤2.5 | ≤80 | ≤150 |
| Pag-aralan ang mga resulta | 1.69 | 68.6 | 119.3 |
Ang materyal na ZG06C r13N i4M o ay natunaw sa isang 30 t electric furnace, na pino sa isang 25T LF furnace para sa alloying, pagsasaayos ng komposisyon at temperatura, at decarburized at degassed sa isang 25T VOD furnace, sa gayon ay nakakakuha ng tinunaw na bakal na may ultra-low carbon, pare-parehong komposisyon, mataas na kadalisayan, at mababang nakakapinsalang nilalaman ng gas. Sa wakas, ginamit ang aluminum wire para sa panghuling deoxidation upang bawasan ang nilalaman ng oxygen sa tunaw na bakal at higit na pinuhin ang mga butil.
2 Pagsubok sa proseso ng paggamot sa init
2.1 Plano ng pagsubok
Ang katawan ng paghahagis ay ginamit bilang katawan ng pagsubok, ang sukat ng bloke ng pagsubok ay 70mm × 70mm × 230mm, at ang paunang paggamot sa init ay paglambot ng pagsusubo. Pagkatapos kumonsulta sa literatura, ang mga parameter ng proseso ng heat treatment na napili ay: normalizing temperature 1 010 ℃, pangunahing tempering temperature 590 ℃, 605 ℃, 620 ℃, pangalawang tempering temperature 580 ℃, at iba't ibang proseso ng tempering ay ginamit para sa mga comparative test. Ang plano ng pagsubok ay ipinapakita sa Talahanayan 3.
Talahanayan 3 Plano ng pagsubok sa paggamot sa init
| Plano ng pagsubok | Proseso ng pagsubok sa paggamot sa init | Mga pilot project |
| A1 | 1 010 ℃ Normalizing + 620 ℃ Tempering | Mga katangian ng makunat Matigas na epekto Katigasan HB Mga katangian ng baluktot Microstructure |
| A2 | 1 010℃ Normalizing+620℃Tempering+580℃Tempering | |
| B1 | 1 010 ℃ Normalizing + 620 ℃ Tempering | |
| B2 | 1 010℃ Normalizing+620℃Tempering+580℃Tempering | |
| C1 | 1 010 ℃ Normalizing + 620 ℃ Tempering | |
| C2 | 1 010℃ Normalizing+620℃Tempering+580℃Tempering |
2.2 Pagsusuri ng mga resulta ng pagsusulit
2.2.1 Pagsusuri ng komposisyon ng kemikal
Mula sa mga resulta ng pagsusuri ng komposisyon ng kemikal at nilalaman ng gas sa Talahanayan 1 at Talahanayan 2, ang mga pangunahing elemento at nilalaman ng gas ay naaayon sa na-optimize na hanay ng kontrol sa komposisyon.
2.2.2 Pagsusuri ng mga resulta ng pagsubok sa pagganap
Pagkatapos ng paggamot sa init ayon sa iba't ibang mga scheme ng pagsubok, ang mga pagsubok sa paghahambing ng mga mekanikal na katangian ay isinagawa alinsunod sa mga pamantayan ng GB/T228.1-2010, GB/T229-2007, at GB/T231.1-2009. Ang mga eksperimentong resulta ay ipinapakita sa Talahanayan 4 at Talahanayan 5.
Talahanayan 4 Pagsusuri ng mekanikal na katangian ng iba't ibang pamamaraan ng proseso ng paggamot sa init
| Plano ng pagsubok | Rp0.2/Mpa | Rm/Mpa | A/％ | Z/％ | AKV/J(0℃） | Halaga ng tigas HBW |
| pamantayan | ≥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 |
Talahanayan 5 Pagsubok sa baluktot
| Plano ng pagsubok | Pagsubok sa baluktot（d=25，a=90°） | pagtatasa |
| B1 | Bitak5.2×1.2mm | Kabiguan |
| B2 | Walang basag | kwalipikado |
Mula sa paghahambing at pagsusuri ng mga mekanikal na katangian: (1) Normalizing + tempering heat treatment, ang materyal ay maaaring makakuha ng mas mahusay na mekanikal na mga katangian, na nagpapahiwatig na ang materyal ay may mahusay na hardenability. (2) Pagkatapos ng normalizing heat treatment, ang yield strength at plasticity (pagpahaba) ng double tempering ay napabuti kumpara sa single tempering. (3) Mula sa inspeksyon at pagsusuri sa pagganap ng baluktot, ang pagganap ng baluktot ng proseso ng B1 normalizing + single tempering test ay hindi kwalipikado, at ang pagganap ng bending test ng proseso ng pagsubok ng B2 pagkatapos ng double tempering ay kwalipikado. (4) Mula sa paghahambing ng mga resulta ng pagsubok ng 6 na magkakaibang temperatura ng temper, ang pamamaraan ng proseso ng B2 na 1 010 ℃ normalizing + 605 ℃ solong tempering + 580 ℃ pangalawang tempering ay may pinakamahusay na mekanikal na mga katangian, na may lakas ng ani na 687MPa, isang pagpahaba ng 23%, isang impact toughness na higit sa 160J sa 0 ℃, isang katamtamang tigas na 268HB, at isang kwalipikadong baluktot na pagganap, lahat ay nakakatugon sa mga kinakailangan sa pagganap ng materyal.
2.2.3 Pagsusuri ng istrukturang metalograpiko
Ang metallographic na istraktura ng materyal na B1 at B2 na mga proseso ng pagsubok ay nasuri ayon sa pamantayan ng GB/T13298-1991. Ang Figure 1 ay nagpapakita ng metallographic na istraktura ng normalizing + 605 ℃ unang tempering, at ang Figure 2 ay nagpapakita ng metallographic na istraktura ng normalizing + unang tempering + pangalawang tempering. Mula sa metallographic inspection at analysis, ang pangunahing istraktura ng ZG06C r13N i4M o pagkatapos ng heat treatment ay low-carbon lath martensite + reversed austenite. Mula sa pagsusuri ng istrukturang metallograpiko, ang mga lath martensite na bundle ng materyal pagkatapos ng unang pag-tempera ay mas makapal at mas mahaba. Pagkatapos ng pangalawang tempering, bahagyang nagbabago ang istraktura ng matrix, ang istraktura ng martensite ay bahagyang pino, at ang istraktura ay mas pare-pareho; sa mga tuntunin ng pagganap, ang lakas ng ani at plasticity ay napabuti sa isang tiyak na lawak.
Figure 1 ZG06Cr13Ni4Mo normalizing + isang tempering microstructure
Figure 2 ZG06Cr13Ni4Mo normalizing + dalawang beses tempering metallographic na istraktura
2.2.4 Pagsusuri ng mga resulta ng pagsusulit
1) Kinumpirma ng pagsubok na ang materyal na ZG06C r13N i4M o ay may magandang hardenability. Sa pamamagitan ng normalizing + tempering heat treatment, ang materyal ay maaaring makakuha ng magandang mekanikal na katangian; ang yield strength at plastic properties (pagpahaba) ng dalawang tempering pagkatapos ng normalizing heat treatment ay mas mataas kaysa sa isang tempering.
2) Ang pagsusuri ng pagsubok ay nagpapatunay na ang istraktura ng ZG06C r13N i4M o pagkatapos ng normalizing ay martensite, at ang istraktura pagkatapos ng tempering ay low-carbon lath tempered martensite + reversed austenite. Ang reversed austenite sa tempered na istraktura ay may mataas na thermal stability at may malaking epekto sa mga mekanikal na katangian, epekto ng mga katangian at paghahagis at mga katangian ng proseso ng hinang ng materyal. Samakatuwid, ang materyal ay may mataas na lakas, mataas na plastic kayamutan, naaangkop na katigasan, mahusay na crack resistance at mahusay na paghahagis at mga katangian ng hinang pagkatapos ng paggamot sa init.
3) Suriin ang mga dahilan para sa pagpapabuti ng pagganap ng pangalawang tempering ng ZG06C r13N i4M o. Pagkatapos ng normalizing, pag-init at pag-iingat ng init, ang ZG06C r13N i4M o ay bumubuo ng fine-grained austenite pagkatapos ng austenitization, at pagkatapos ay nagiging low-carbon martensite pagkatapos ng mabilis na paglamig. Sa unang tempering, ang supersaturated na carbon sa martensite ay namuo sa anyo ng mga carbide, sa gayon ay binabawasan ang lakas ng materyal at pagpapabuti ng plasticity at katigasan ng materyal. Dahil sa mataas na temperatura ng unang tempering, ang unang temper ay gumagawa ng napakahusay na reverse austenite bilang karagdagan sa tempered martensite. Ang mga reverse austenite na ito ay bahagyang binago sa martensite sa panahon ng tempering cooling, na nagbibigay ng mga kondisyon para sa nucleation at paglaki ng stable na reverse austenite na nabuo muli sa panahon ng pangalawang proseso ng tempering. Ang layunin ng pangalawang tempering ay upang makakuha ng sapat na matatag na reverse austenite. Ang mga reverse austenite na ito ay maaaring sumailalim sa pagbabagong-anyo ng phase sa panahon ng pagpapapangit ng plastik, sa gayon ay nagpapabuti sa lakas at plasticity ng materyal. Dahil sa limitadong mga kondisyon, imposibleng obserbahan at pag-aralan ang reverse austenite, kaya dapat kunin ng eksperimentong ito ang mga mekanikal na katangian at microstructure bilang pangunahing mga bagay sa pananaliksik para sa paghahambing na pagsusuri.
3 Aplikasyon sa Produksyon
Ang ZG06C r13N i4M o ay isang high-strength stainless steel cast steel material na may mahusay na performance. Kapag ang aktwal na paggawa ng mga blades ay isinasagawa, ang komposisyon ng kemikal at mga kinakailangan sa panloob na kontrol ay tinutukoy ng eksperimento, at ang proseso ng paggamot sa init ng pangalawang normalizing + tempering ay ginagamit para sa produksyon. Ang proseso ng heat treatment ay ipinapakita sa Figure 3. Sa kasalukuyan, ang produksyon ng 10 malalaking hydropower blades ay nakumpleto na, at ang pagganap ay natugunan ang lahat ng mga kinakailangan ng gumagamit. Naipasa nila ang muling inspeksyon ng gumagamit at nakatanggap sila ng mahusay na pagsusuri.
Para sa mga katangian ng kumplikadong mga curved blades, malalaking contour na sukat, makapal na mga ulo ng baras, at madaling pagpapapangit at pag-crack, ang ilang mga hakbang sa proseso ay kailangang gawin sa proseso ng paggamot sa init:
1) Ang ulo ng baras ay pababa at ang talim ay pataas. Ang furnace loading scheme ay pinagtibay upang mapadali ang pinakamababang deformation, tulad ng ipinapakita sa Figure 4;
2) Tiyakin na may sapat na malaking agwat sa pagitan ng mga casting at sa pagitan ng mga casting at ng pad iron bottom plate upang matiyak ang paglamig, at matiyak na ang makapal na shaft head ay nakakatugon sa mga kinakailangan sa ultrasonic detection;
3) Ang yugto ng pag-init ng workpiece ay naka-segment nang maraming beses upang mabawasan ang stress ng organisasyon ng cast sa panahon ng proseso ng pag-init upang maiwasan ang pag-crack.
Tinitiyak ng pagpapatupad ng mga hakbang sa paggamot sa init sa itaas ang kalidad ng paggamot sa init ng talim.
Larawan 3 ZG06Cr13Ni4Mo blade heat treatment process
Figure 4 Blade heat treatment process furnace loading scheme
4 Konklusyon
1) Batay sa panloob na kontrol ng kemikal na komposisyon ng materyal, sa pamamagitan ng pagsubok ng proseso ng paggamot sa init, natutukoy na ang proseso ng paggamot sa init ng ZG06C r13N i4M o mataas na lakas na hindi kinakalawang na asero na materyal ay isang proseso ng paggamot sa init ng 1 010 ℃ normalizing + 605 ℃ pangunahing tempering + 580 ℃ pangalawang tempering, na maaaring matiyak na ang mga mekanikal na katangian, mababang temperatura epekto katangian at malamig na baluktot na mga katangian ng paghahagis materyal ay nakakatugon sa mga karaniwang kinakailangan.
2) Ang materyal na ZG06C r13N i4M o ay may mahusay na hardenability. Ang istraktura pagkatapos ng normalizing + dalawang beses na tempering heat treatment ay isang low-carbon lath martensite + reverse austenite na may mahusay na pagganap, na may mataas na lakas, mataas na plastic toughness, naaangkop na tigas, mahusay na crack resistance at mahusay na pagganap ng paghahagis at hinang.
3) Ang heat treatment scheme ng normalizing + twice tempering na tinutukoy ng eksperimento ay inilalapat sa heat treatment process production ng malalaking blades, at ang mga materyal na katangian ay nakakatugon lahat sa mga karaniwang kinakailangan ng user.
Oras ng post: Hun-28-2024
