汽轮机叶片钢拉伸塑性损伤非线性超声检测

针对汽轮机叶片早期塑性损伤检测困难的问题,提出非线性超声纵波检测法。通过建立汽轮机叶片钢试件非线性纵波检测有限元模型,得出了相对超声非线性系数随微缺陷长度增加呈二次函数增大,随微缺陷数目增多呈线性增加的关系。同时,建立了非线性超声纵波检测系统,对拉伸到不同塑性变形程度的汽轮机叶片钢试件进行检测,检测结果表明,在汽轮机叶片钢抗拉强度以前,归一化超声非线性系数随拉伸强度的增加而增大。因此,利用非线性超声纵波对汽轮机叶片早期塑性损伤进行检测是完全可行的。

3379BA1汽轮机叶片钢的热处理工艺优化

采用正交试验方法研究了3379BA1汽轮机叶片钢热处理工艺与力学性能之间的关系。结果表明:影响试验钢力学性能的因素先后顺序为回火温度、淬火温度、回火时间、淬火时间,得出了最优热处理工艺参数为1050℃淬火(保温60 min,油冷)后在700℃回火(保温120 min,空冷)。通过试验验证,经最优热处理工艺处理后试验钢可以满足各项性能要求,较工艺优化前冲击吸收能量平均值提升约10 J,屈强比达87.3%。

汽轮机叶片用钢X10CrNiMoV12-2-2锻造棒材的开发

X10CrNiMoV12-2-2钢(%:0.08～0.13C、11.4～12.5Cr、2.2～2.8Ni、1.6～1.8Mo、0.25～0.40V、0.020～0.040N)经20 t EAF-AOD-LF冶炼后铸成Φ490 mm电极,电渣重熔成Φ600 mm钢锭,锻造成Φ180～240mm棒材。检验结果表明,钢中有害元素Sb为0.002%,As 0.010%,Sn 0.010%,其夹杂物级别、晶粒度、力学性能、FATT(脆性转变温度)、晶间断裂百分比、δ-自由铁素体含量均达到技术标准要求。

汽轮机叶片高能微弧沉积Cr-Ni合金的界面区域成分及硬度研究

利用高能微弧沉积技术在汽轮机叶片材料2Cr13钢上沉积1Cr19N i9不锈钢,对基体材料和沉积层的结合界面的显微组织、成分和硬度进行了分析研究。结果表明,沉积层和基材之间发生了Cr、Mn、Fe、N i元素扩散,且各元素的浓度呈梯度变化,沉积层和基体材料的结合为冶金结合,结合界面致密。从基体到沉积层的硬度值逐渐过渡,提高了沉积层与基体的结合强度。本研究成果为汽轮机叶片裂纹和微缺陷的修复以及表面强化提供了理论依据。