Opsomming: Die invloed van verskillende hittebehandelingsprosesse op die werkverrigting van ZG06Cr13Ni4Mo materiaal is bestudeer. Die toets toon dat na hittebehandeling by 1 010 ℃ normalisering + 605 ℃ primêre tempering + 580 ℃ sekondêre tempering, die materiaal die beste prestasie-indeks bereik. Die struktuur is lae-koolstof martensiet + omgekeerde transformasie austeniet, met 'n hoë sterkte, lae-temperatuur taaiheid en geskikte hardheid. Dit voldoen aan die produkprestasievereistes in die toepassing van hittebehandelingsproduksie vir groot lemgietwerk.
Sleutelwoorde: ZG06Cr13NI4Mo; martensietiese vlekvrye staal; lem
Groot lemme is sleutelonderdele in hidrokragturbines. Die dienstoestande van die onderdele is relatief strawwe, en hulle word vir 'n lang tyd aan hoëdruk-watervloei-impak, slytasie en erosie onderwerp. Die materiaal word gekies uit ZG06Cr13Ni4Mo martensietiese vlekvrye staal met goeie omvattende meganiese eienskappe en weerstand teen korrosie. Met die ontwikkeling van hidrokrag en verwante gietstukke na grootskaalse, word hoër vereistes gestel vir die werkverrigting van vlekvrye staalmateriale soos ZG06Cr13Ni4Mo. Vir hierdie doel, gekombineer met die produksieproef van ZG06C r13N i4M o groot lemme van 'n huishoudelike hidrokragtoerusting onderneming, deur interne beheer van die materiaal chemiese samestelling, hittebehandeling proses vergelyking toets en toets resultaat analise, die geoptimaliseerde enkel normaliserende + dubbel tempering hitte behandelingsproses van ZG06C r13N i4M o vlekvrye staal materiaal is vasbeslote om gietstukke te produseer wat aan hoë werkverrigtingvereistes voldoen.
1 Interne beheer van chemiese samestelling
ZG06C r13N i4M o materiaal is hoë-sterkte martensietiese vlekvrye staal, wat vereis word om hoë meganiese eienskappe en goeie lae-temperatuur impak taaiheid te hê. Ten einde die werkverrigting van die materiaal te verbeter, is die chemiese samestelling intern beheer, wat w (C) ≤ 0.04%, w (P) ≤ 0.025%, w (S) ≤ 0.08% vereis het, en die gasinhoud is beheer. Tabel 1 toon die chemiese samestelling omvang van die materiaal interne beheer en die ontleding resultate van die chemiese samestelling van die monster, en Tabel 2 toon die interne beheer vereistes van die materiaal gas inhoud en die ontleding resultate van die monster gas inhoud.
Tabel 1 Chemiese samestelling (massafraksie, %)
| element | C | Mn | Si | P | S | Ni | Cr | Mo | Cu | Al |
| standaard vereiste | ≤0,06 | ≤1,0 | ≤0,80 | ≤0,035 | ≤0,025 | 3,5-5,0 | 11,5-13,5 | 0,4-1,0 | ≤0,5 |
|
| Bestanddele Interne Beheer | ≤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 |
| Ontleed die resultate | 0,023 | 1.0 | 0,57 | 0,013 | 0,005 | 4,61 | 13,0 | 0,56 | 0,02 | 0,035 |
Tabel 2 Gasinhoud (dpm)
| gas | H | O | N |
| Interne beheervereistes | ≤2,5 | ≤80 | ≤150 |
| Ontleed die resultate | 1,69 | 68,6 | 119,3 |
Die ZG06C r13N i4M o materiaal is gesmelt in 'n 30 t elektriese oond, verfyn in 'n 25T LF oond vir legering, aanpassing van die samestelling en temperatuur, en ontkool en ontgas in 'n 25T VOD oond, waardeur gesmelte staal met ultra-lae koolstof verkry is, eenvormige samestelling, hoë suiwerheid en lae skadelike gasinhoud. Laastens is aluminiumdraad vir finale deoksidasie gebruik om die suurstofinhoud in die gesmelte staal te verminder en die korrels verder te verfyn.
2 Hittebehandeling proses toets
2.1 Toetsplan
Die gietliggaam is as die toetsliggaam gebruik, die toetsblokgrootte was 70mm×70mm×230mm, en die voorlopige hittebehandeling was versagtende uitgloeiing. Nadat die literatuur geraadpleeg is, was die hittebehandelingsprosesparameters wat gekies is: normaliseringstemperatuur 1 010 ℃, primêre tempereringstemperature 590 ℃, 605 ℃, 620 ℃, sekondêre tempereringstemperatuur 580 ℃, en verskillende tempereringsprosesse is vir vergelykende toetse gebruik. Die toetsplan word in Tabel 3 getoon.
Tabel 3 Hittebehandelingstoetsplan
| Proefplan | Hittebehandeling toets proses | Loodsprojekte |
| A1 | 1 010 ℃ Normaliserend + 620 ℃ Tempering | Trek-eienskappe Impak-taaiheid Hardheid HB Buig-eienskappe Mikrostruktuur |
| A2 | 1 010 ℃ Normalisering + 620 ℃ Tempering + 580 ℃ Tempering | |
| B1 | 1 010 ℃ Normaliserend + 620 ℃ Tempering | |
| B2 | 1 010 ℃ Normalisering + 620 ℃ Tempering + 580 ℃ Tempering | |
| C1 | 1 010 ℃ Normaliserend + 620 ℃ Tempering | |
| C2 | 1 010 ℃ Normalisering + 620 ℃ Tempering + 580 ℃ Tempering |
2.2 Ontleding van toetsresultate
2.2.1 Chemiese samestelling analise
Uit die ontledingsresultate van chemiese samestelling en gasinhoud in Tabel 1 en Tabel 2, is die hoofelemente en gasinhoud in lyn met die geoptimaliseerde samestellingbeheerreeks.
2.2.2 Ontleding van prestasietoetsresultate
Na hittebehandeling volgens verskillende toetsskemas, is meganiese eienskappe-vergelykingstoetse uitgevoer in ooreenstemming met GB/T228.1-2010, GB/T229-2007 en GB/T231.1-2009 standaarde. Die eksperimentele resultate word in Tabel 4 en Tabel 5 getoon.
Tabel 4 Meganiese eienskappe-analise van verskillende hittebehandelingsprosesskemas
| Proefplan | Rp0.2/Mpa | Rm/Mpa | A/％ | Z/％ | AKV/J(0℃） | Hardheid waarde HBW |
| standaard | ≥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 Buigtoets
| Proefplan | Buigtoets (d=25，a=90°) | assessering |
| B1 | Kraak 5,2 × 1,2 mm | Mislukking |
| B2 | Geen krake nie | gekwalifiseer |
Uit die vergelyking en ontleding van meganiese eienskappe: (1) Normalisering + temper hittebehandeling, die materiaal kan beter meganiese eienskappe verkry, wat aandui dat die materiaal goeie verhardbaarheid het. (2) Na normalisering van hittebehandeling word die opbrengssterkte en plastisiteit (verlenging) van die dubbeltempering verbeter in vergelyking met die enkeltempering. (3) Uit die buigprestasie-inspeksie en -analise is die buigprestasie van die B1-normalisering + enkeltempering-toetsproses ongekwalifiseerd, en die buigtoetsprestasie van die B2-toetsproses na dubbeltempering is gekwalifiseer. (4) Uit die vergelyking van die toetsresultate van 6 verskillende tempereringstemperature, het die B2-prosesskema van 1 010 ℃ normalisering + 605 ℃ enkeltempering + 580 ℃ sekondêre tempering die beste meganiese eienskappe, met 'n vloeisterkte van 687MPa, 'n verlenging van 23%, 'n impaktaaiheid van meer as 160J by 0℃, 'n matige hardheid van 268HB, en 'n gekwalifiseerde buigprestasie, wat alles voldoen aan die werkverrigtingvereistes van die materiaal.
2.2.3 Metallografiese struktuuranalise
Die metallografiese struktuur van materiaal B1 en B2 toetsprosesse is ontleed volgens GB/T13298-1991 standaard. Figuur 1 toon die metallografiese struktuur van normalisering + 605℃ eerste tempering, en Figuur 2 toon die metallografiese struktuur van normalisering + eerste tempering + tweede tempering. Van die metallografiese inspeksie en ontleding, is die hoofstruktuur van ZG06C r13N i4M o na hittebehandeling lae-koolstof latte martensiet + omgekeerde austeniet. Uit die metallografiese struktuurontleding is die latte-martensietbundels van die materiaal na die eerste tempering dikker en langer. Na die tweede tempering verander die matriksstruktuur effens, die martensietstruktuur is ook effens verfyn, en die struktuur is meer eenvormig; wat werkverrigting betref, word die vloeisterkte en plastisiteit tot 'n sekere mate verbeter.
Figuur 1 ZG06Cr13Ni4Mo normalisering + een temperende mikrostruktuur
Figuur 2 ZG06Cr13Ni4Mo normalisering + twee keer tempering metallografiese struktuur
2.2.4 Ontleding van toetsresultate
1) Die toets het bevestig dat ZG06C r13N i4M o materiaal goeie verhardbaarheid het. Deur normalisering + tempering van hittebehandeling kan die materiaal goeie meganiese eienskappe verkry; die opbrengssterkte en plastiese eienskappe (verlenging) van twee temperings na normalisering van hittebehandeling is baie hoër as dié van een tempering.
2) Die toetsanalise bewys dat die struktuur van ZG06C r13N i4M o na normalisering martensiet is, en die struktuur na tempering is lae-koolstof latte getemperde martensiet + omgekeerde austeniet. Die omgekeerde austeniet in die getemperde struktuur het hoë termiese stabiliteit en het 'n beduidende effek op die meganiese eienskappe, impak eienskappe en giet- en sweisproses eienskappe van die materiaal. Daarom het die materiaal hoë sterkte, hoë plastiese taaiheid, toepaslike hardheid, goeie kraakweerstand en goeie giet- en sweiseienskappe na hittebehandeling.
3) Ontleed die redes vir die verbetering van die sekondêre temperprestasie van ZG06C r13N i4M o. Na normalisering, verhitting en hittepreservering vorm ZG06C r13N i4M o fynkorrelige austeniet na austenitisasie, en verander dan in lae-koolstof martensiet na vinnige afkoeling. In die eerste tempering presipiteer die oorversadigde koolstof in die martensiet in die vorm van karbiede, wat die sterkte van die materiaal verminder en die plastisiteit en taaiheid van die materiaal verbeter. As gevolg van die hoë temperatuur van die eerste tempering, produseer die eerste tempering buitengewoon fyn omgekeerde austeniet benewens die getemperde martensiet. Hierdie omgekeerde austeniete word gedeeltelik in martensiet getransformeer tydens temperafkoeling, wat toestande bied vir die kernvorming en groei van stabiele omgekeerde austeniet wat weer gegenereer word tydens die sekondêre tempereringsproses. Die doel van sekondêre tempering is om genoeg stabiele omgekeerde austeniet te verkry. Hierdie omgekeerde austeniete kan fasetransformasie ondergaan tydens plastiese vervorming, en sodoende die sterkte en plastisiteit van die materiaal verbeter. As gevolg van beperkte toestande is dit onmoontlik om die omgekeerde austeniet waar te neem en te ontleed, dus moet hierdie eksperiment die meganiese eienskappe en mikrostruktuur as die hoofnavorsingsobjekte vir vergelykende analise neem.
3 Produksie Toepassing
ZG06C r13N i4M o is 'n hoë-sterkte vlekvrye staal gietstaal materiaal met uitstekende werkverrigting. Wanneer die werklike produksie van lemme uitgevoer word, word die chemiese samestelling en interne beheervereistes wat deur die eksperiment bepaal word, en die hittebehandelingsproses van sekondêre normalisering + tempering gebruik vir produksie. Die hittebehandelingsproses word in Figuur 3 getoon. Tans is die produksie van 10 groot hidrokraglemme voltooi, en die werkverrigting het almal aan die gebruiker se vereistes voldoen. Hulle het die gebruiker se herinspeksie geslaag en het goeie evaluering ontvang.
Vir die eienskappe van komplekse geboë lemme, groot kontoerafmetings, dik skagkoppe en maklike vervorming en krake, moet sekere prosesmaatreëls in die hittebehandelingsproses getref word:
1) Die skagkop is afwaarts en die lem is opwaarts. Die oondlaaiskema word aangeneem om minimum vervorming te fasiliteer, soos getoon in Figuur 4;
2) Maak seker dat daar 'n groot genoeg gaping tussen die gietstukke en tussen die gietstukke en die yster onderplaat is om verkoeling te verseker, en verseker dat die dik skagkop aan die ultrasoniese opsporingsvereistes voldoen;
3) Die verhittingstadium van die werkstuk word verskeie kere gesegmenteer om die organisatoriese spanning van die gietstuk tydens die verhittingsproses te verminder om krake te voorkom.
Die implementering van bogenoemde hittebehandelingsmaatreëls verseker die hittebehandelingskwaliteit van die lem.
Figuur 3 ZG06Cr13Ni4Mo lem hitte behandeling proses
Figuur 4 Lem hittebehandeling proses oond laai skema
4 Gevolgtrekkings
1) Gebaseer op die interne beheer van die chemiese samestelling van die materiaal, deur die toets van die hittebehandelingsproses, word bepaal dat die hittebehandelingsproses van ZG06C r13N i4M o hoësterkte vlekvrye staalmateriaal 'n hittebehandelingsproses van 1 is 010 ℃ normalisering + 605 ℃ primêre tempering + 580 ℃ sekondêre tempering, wat kan verseker dat die meganiese eienskappe, lae-temperatuur impak eienskappe en koue buig eienskappe van die gietmateriaal aan die standaard vereistes voldoen.
2) ZG06C r13N i4M o materiaal het goeie verhardbaarheid. Die struktuur na normalisering + twee keer tempering van hittebehandeling is 'n lae-koolstof lat martensiet + omgekeerde austeniet met goeie werkverrigting, wat hoë sterkte, hoë plastiese taaiheid, toepaslike hardheid, goeie kraakweerstand en goeie giet- en sweisprestasie het.
3) Die hittebehandelingskema van normalisering + twee keer tempering wat deur die eksperiment bepaal word, word toegepas op die hittebehandelingsprosesproduksie van groot lemme, en die materiaaleienskappe voldoen almal aan die gebruiker se standaardvereistes.
Postyd: Jun-28-2024
