Abstrakt: De ynfloed fan ferskate waarmtebehannelingprosessen op 'e prestaasjes fan ZG06Cr13Ni4Mo materiaal waard studearre. De test lit sjen dat nei waarmte behanneling by 1 010 ℃ normalisearjen + 605 ℃ primêre tempering + 580 ℃ sekundêre tempering, it materiaal berikt de bêste prestaasje-yndeks. De struktuer is low-carbon martensite + omkearde transformaasje austenite, mei hege sterkte, lege-temperatuer taaiens en passende hurdens. It foldocht oan 'e produktprestaasjeseasken yn' e tapassing fan produksje fan waarmtebehanneling foar grutte blêden.
Keywords: ZG06Cr13NI4Mo; martensitic RVS; blêd
Grutte blêden binne wichtige ûnderdielen yn wetterkrêftturbines. De tsjinstbetingsten fan 'e dielen binne relatyf hurd, en se wurde ûnderwurpen oan hege druk wetterstream ynfloed, wear en eroazje foar in lange tiid. It materiaal is selektearre út ZG06Cr13Ni4Mo martensitic RVS mei goede wiidweidige meganyske eigenskippen en corrosie ferset. Mei de ûntwikkeling fan wetterkrêft en relatearre castings nei grutskalige, wurde hegere easken nei foaren steld foar de prestaasjes fan materialen fan roestfrij stiel lykas ZG06Cr13Ni4Mo. Foar dit doel, kombinearre mei de produksje proef fan ZG06C r13N i4M o grutte blêden fan in ynlânske wetterkrêft apparatuer ûndernimming, troch ynterne kontrôle fan it materiaal gemyske gearstalling, waarmte behanneling proses ferliking test en test resultaat analyze, de optimalisearre single normalizing + dûbele tempering waarmte behanneling proses fan ZG06C r13N i4M o RVS materiaal waard bepaald te produsearje castings dy't foldogge oan hege prestaasjes easken.
1 Ynterne kontrôle fan gemyske gearstalling
ZG06C r13N i4M o materiaal is hege-sterkte martensitic RVS, dat is nedich te hawwen hege meganyske eigenskippen en goede lege-temperatuer impact taaiens. Om de prestaasjes fan it materiaal te ferbetterjen, waard de gemyske gearstalling yntern kontrolearre, wêrby't w (C) ≤ 0,04%, w (P) ≤ 0,025%, w (S) ≤ 0,08%, en de gasynhâld waard kontrolearre. Tabel 1 toant it berik fan 'e gemyske gearstalling fan' e materiaal ynterne kontrôle en de analyseresultaten fan 'e gemyske gearstalling fan 'e stekproef, en Tabel 2 toant de ynterne kontrôleeasken fan' e materiaalgasynhâld en de analyseresultaten fan 'e samplegasynhâld.
Tabel 1 Gemyske gearstalling (massafraksje, %)
| elemint | C | Mn | Si | P | S | Ni | Cr | Mo | Cu | Al |
| standert eask | ≤0,06 | ≤1.0 | ≤0,80 | ≤0,035 | ≤0,025 | 3,5-5,0 | 11.5-13.5 | 0,4-1,0 | ≤0,5 |
|
| Yngrediïnten Ynterne kontrôle | ≤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 |
| Analysearje de resultaten | 0.023 | 1.0 | 0.57 | 0.013 | 0.005 | 4.61 | 13.0 | 0.56 | 0.02 | 0.035 |
Tabel 2 Gas ynhâld (ppm)
| gas | H | O | N |
| Ynterne kontrôle easken | ≤2.5 | ≤80 | ≤150 |
| Analysearje de resultaten | 1.69 | 68.6 | 119,3 |
De ZG06C r13N i4M o materiaal waard smelte yn in 30 t elektryske oven, raffinearre yn in 25T LF oven foar alloying, oanpasse de gearstalling en temperatuer, en decarburized en degased yn in 25T VOD oven, dêrmei it krijen fan gesmolten stiel mei ultra-leech koalstof, unifoarme gearstalling, hege suverens, en lege skealike gas ynhâld. Uteinlik waard aluminiumdraad brûkt foar definitive deoksidaasje om de soerstofynhâld yn it smelte stiel te ferminderjen en de korrels fierder te ferfine.
2 Heat behanneling proses test
2.1 Testplan
It casting lichem waard brûkt as it test lichem, de test blok grutte wie 70mm × 70mm × 230mm, en de foarriedige waarmte behanneling wie verzachten annealing. Nei rieplachtsjen fan 'e literatuer, waarden de parameters foar waarmtebehanneling selekteare: normalisearjen fan temperatuer 1 010 ℃, primêre temperingtemperatueren 590 ℃, 605 ℃, 620 ℃, sekundêre temperingtemperatuer 580 ℃, en ferskate tempereringsprosessen waarden brûkt foar ferlykjende testen. It testplan is werjûn yn tabel 3.
Tabel 3 Heat behanneling test plan
| Proefplan | Heat behanneling test proses | Pilot projekten |
| A1 | 1 010 ℃ Normalisearjen + 620 ℃ Tempering | Tensile eigenskippen Impact taaiens Hurdheid HB Bending eigenskippen Mikrostruktuer |
| A2 | 1 010 ℃ Normalisearjen + 620 ℃ Tempering + 580 ℃ Tempering | |
| B1 | 1 010 ℃ Normalisearjen + 620 ℃ Tempering | |
| B2 | 1 010 ℃ Normalisearjen + 620 ℃ Tempering + 580 ℃ Tempering | |
| C1 | 1 010 ℃ Normalisearjen + 620 ℃ Tempering | |
| C2 | 1 010 ℃ Normalisearjen + 620 ℃ Tempering + 580 ℃ Tempering |
2.2 Analyse fan testresultaten
2.2.1 Gemyske gearstalling analyze
Fanút de analyseresultaten fan gemyske gearstalling en gasynhâld yn Tabel 1 en Tabel 2 binne de haadeleminten en gasynhâld yn oerienstimming mei it optimalisearre komposysjekontrôleberik.
2.2.2 Analyse fan prestaasje test resultaten
Nei waarmte behanneling neffens ferskate test skema's, meganyske eigenskippen ferliking tests waarden útfierd yn oerienstimming mei GB / T228.1-2010, GB / T229-2007, en GB / T231.1-2009 noarmen. De eksperimintele resultaten wurde werjûn yn Tabel 4 en Tabel 5.
Tabel 4 Meganyske eigenskippen analyze fan ferskate waarmte behanneling proses schemes
| Proefplan | Rp0.2/Mpa | Rm/Mpa | IN/% | Z/％ | AKV/J(0℃) | Hardheid wearde HBW |
| standert | ≥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 |
Tabel 5 Bending test
| Proefplan | Buigtest (d=25，a=90°) | beoardieling |
| B1 | Crack 5,2 × 1,2 mm | Mislearring |
| B2 | Gjin skuorren | kwalifisearre |
Ut de ferliking en analyze fan meganyske eigenskippen: (1) Normalizing + tempering waarmte behanneling, it materiaal kin krije bettere meganyske eigenskippen, wat oanjout dat it materiaal hat goede hardenability. (2) Nei it normalisearjen fan waarmtebehanneling wurde de opbringststerkte en plastykens (ferlinging) fan 'e dûbele tempering ferbettere yn ferliking mei de single tempering. (3) Fan 'e ynspeksje en analyze fan' e bûgprestaasjes is de bûgprestaasjes fan it B1-normalisearjen + single-tempering-testproses net kwalifisearre, en de bûgtestprestaasjes fan it B2-testproses nei dûbele tempering is kwalifisearre. (4) Ut de fergeliking fan 'e testresultaten fan 6 ferskillende temperatuertemperatueren hat it B2-prosesskema fan 1 010 ℃ normalisearjen + 605 ℃ single tempering + 580 ℃ sekundêre tempering de bêste meganyske eigenskippen, mei in opbringststerkte fan 687MPa, in ferlinging fan 23%, in ynfloedtaaiheid fan mear as 160J by 0 ℃, in matige hurdens fan 268HB, en in kwalifisearre bûgprestaasje, allegear foldwaan oan de prestaasjeseasken fan it materiaal.
2.2.3 Metallografyske struktuer analyze
De metallografyske struktuer fan materiaal B1 en B2 test prosessen waard analysearre neffens GB / T13298-1991 standert. Figuer 1 toant de metallografyske struktuer fan normalisearjen + 605 ℃ earste tempering, en figuer 2 toant de metallografyske struktuer fan normalisearjen + earste tempering + twadde tempering. Ut de metallografyske ynspeksje en analyze, de wichtichste struktuer fan ZG06C r13N i4M o nei waarmte behanneling is low-carbon lath martensite + omkearde austenite. Fan 'e metallografyske struktueranalyse binne de latte martensitebondels fan it materiaal nei de earste tempering dikker en langer. Nei de twadde tempering feroaret de matrixstruktuer in bytsje, de martensitestruktuer is ek wat ferfine, en de struktuer is mear unifoarm; yn termen fan prestaasjes, de opbringst sterkte en plasticity wurde ferbettere ta in beskate mjitte.
figuer 1 ZG06Cr13Ni4Mo normalizing + ien tempering mikrostruktuer
Ofbylding 2 ZG06Cr13Ni4Mo normalisearjen + twa kear tempering metallografyske struktuer
2.2.4 Analyse fan testresultaten
1) De test befêstige dat ZG06C r13N i4M o materiaal hat goede hardenability. Troch normalisearjen + temperearjen fan waarmtebehanneling kin it materiaal goede meganyske eigenskippen krije; de opbringst sterkte en plestik eigenskippen (elongation) fan twa temperings nei normalizing waarmte behanneling binne folle heger as dy fan ien tempering.
2) De test analyze bewiist dat de struktuer fan ZG06C r13N i4M o nei normalizing is martensite, en de struktuer nei tempering is low-carbon lath tempered martensite + omkearde austenite. De omkearde austenite yn 'e tempereare struktuer hat hege termyske stabiliteit en hat in signifikant effekt op' e meganyske eigenskippen, ynfloedeigenskippen en casting- en weldingproseseigenskippen fan it materiaal. Dêrom, it materiaal hat hege sterkte, hege plestik taaiens, passende hurdens, goede crack ferset en goede casting en welding eigenskippen nei waarmte behanneling.
3) Analysearje de redenen foar it ferbetterjen fan de sekundêre tempering prestaasjes fan ZG06C r13N i4M o. Nei normalizing, ferwaarming en waarmte behâld, ZG06C r13N i4M o foarmet fynkorrelige austenite nei austenitization, en dan feroaret yn lege-koalstof martensite nei flugge koeling. Yn 'e earste tempering falt de oerfersêde koalstof yn' e martensite yn 'e foarm fan karbiden, wêrtroch't de sterkte fan it materiaal ferminderet en de plastykens en hurdens fan it materiaal ferbetterje. Troch de hege temperatuer fan de earste tempering produsearret de earste tempering ekstreem fyn omkearde austenyt neist de temperearre martensyt. Dizze omkearde austenites wurde foar in part omfoarme ta martensite tidens temperearjende koeling, en leverje betingsten foar de nukleaasje en groei fan stabile reverse austenite dy't wer generearre wurdt tidens it sekundêre tempereringsproses. It doel fan sekundêre tempering is om genôch stabile reverse austenite te krijen. Dizze omkearde austeniten kinne fazetransformaasje ûndergean by plastyske deformaasje, wêrtroch de sterkte en plastykens fan it materiaal ferbetterje. Troch beheinde betingsten is it ûnmooglik om de omkearde austenite te observearjen en te analysearjen, dus dit eksperimint moat de meganyske eigenskippen en mikrostruktuer nimme as de wichtichste ûndersyksobjekten foar fergelykjende analyze.
3 Production Application
ZG06C r13N i4M o is in hege sterkte roestfrij stiel getten stiel materiaal mei poerbêste prestaasjes. As de eigentlike produksje fan blêden wurdt útfierd, wurde de gemyske gearstalling en ynterne kontrôleeasken bepaald troch it eksperimint, en it waarmtebehannelingsproses fan sekundêre normalisearring + tempering brûkt foar produksje. It waarmtebehannelingsproses wurdt werjûn yn figuer 3. Op it stuit is de produksje fan 10 grutte wetterkrêftblêden foltôge, en de prestaasjes hawwe allegear de easken fan 'e brûker foldien. Se hawwe de re-ynspeksje fan 'e brûker trochjûn en hawwe in goede evaluaasje krigen.
Foar de skaaimerken fan komplekse bûgde blêden, grutte kontoeren ôfmjittings, dikke skacht hollen, en maklik deformation en cracking, guon proses maatregels moatte wurde nommen yn de waarmte behanneling proses:
1) De skachtkop is nei ûnderen en it blêd is omheech. De oven laden skema wurdt oannommen te fasilitearjen minimum deformation, lykas werjûn yn figuer 4;
2) Soargje derfoar dat der in grut genôch gat tusken de castings en tusken de castings en de pad izeren boaiem plaat te garandearjen koeling, en soargje derfoar dat de dikke skacht holle foldocht oan de ultrasone detection easken;
3) It ferwaarmingsstadium fan it wurkstik wurdt meardere kearen segmentearre om de organisatoaryske stress fan 'e casting te minimalisearjen tidens it ferwaarmingsproses om barsten te foarkommen.
De útfiering fan de boppesteande waarmte behanneling maatregels soarget foar de waarmte behanneling kwaliteit fan it blêd.
figuer 3 ZG06Cr13Ni4Mo blade waarmte behanneling proses
figuer 4 Blade waarmte behanneling proses furnace lading skema
4 Konklúzjes
1) Op grûn fan 'e ynterne kontrôle fan' e gemyske gearstalling fan it materiaal, troch de test fan it waarmtebehannelingsproses, wurdt bepaald dat it waarmtebehannelingsproses fan ZG06C r13N i4M o heechsterkte roestfrij stiel materiaal in waarmtebehannelingproses is fan 1 010 ℃ normalisearjen + 605 ℃ primêre tempering + 580 ℃ sekundêre tempering, dat kin soargje dat de meganyske eigenskippen, lege temperatuer ynfloed eigenskippen en kâld bûgen eigenskippen fan it casting materiaal foldogge oan de standert easken.
2) ZG06C r13N i4M o materiaal hat goede hardenability. De struktuer nei normalisearjen + twa kear tempering waarmte behanneling is in lege koalstof lath martensite + reverse austenite mei goede prestaasjes, dat hat hege sterkte, hege plastic taaiens, passende hurdens, goede crack ferset en goede casting en welding prestaasjes.
3) De waarmte behanneling skema fan normalizing + twa kear tempering bepaald troch it eksperimint wurdt tapast op de waarmte behanneling proses produksje fan grutte blêden, en de materiaal eigenskippen allegearre foldogge oan de brûker syn standert easken.
Post tiid: Jun-28-2024
