超临界汽轮机低压转子0Cr17Ni4Cu4Nb钢叶片断裂原因

某超临界汽轮机低压转子次末级0Cr17Ni4Cu4Nb钢叶片发生断裂。采用宏观观察、化学成分分析、扫描电镜及能谱分析、金相检验、硬度测试等方法分析了叶片断裂的原因。结果表明:在灵活性运行工况下,机组承受的载荷频繁发生变化,造成低压缸进汽量和汽流频繁大幅波动,导致长叶型的次末级叶片在运行过程中发生颤振;次末级叶片的叶根尺寸与叶根槽不匹配,使叶根松动、叶片晃动,加剧了叶片的颤振;在两种因素共同作用下,机组出汽侧近叶根的应力集中区域萌生了裂纹,在叶片颤振产生的交变应力作用下,裂纹以疲劳的形式不断扩展,最终导致叶片整体断裂。

0Cr17Ni4Cu4Nb钢的热处理及显微组织和性能

0Cr17Ni4Cu4Nb钢是沉淀硬化不锈钢,通常要进行固溶处理和时效。对0Cr17Ni4Cu4Nb钢试样和零件分别在真空炉中加热至1040℃保温90~120 min随后在压力为0.1~0.4 MPa的氩气中冷却,和在普通电阻炉中加热至同样温度保温后水冷的固溶处理,以及480℃时效处理。随后检测了试样的硬度、零件的变形量和抗拉强度。结果表明:经真空高压气冷和水冷固溶处理的0Cr17Ni4Cu4Nb钢的显微组织基本相同,由马氏体、α铁素体和残留奥氏体组成;在压力为0.1~0.4 MPa的氩气中冷却固溶处理的0Cr17Ni4Cu4Nb钢零件的硬度、变形量和抗拉强度差异很小;0Cr17Ni4Cu4Nb钢固溶处理可采用真空高压气冷代替水冷。

Ni含量对0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢力学性能的影响

研究了Ni含量对0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢力学性能的影响。结果表明:添加Ni元素可以降低合金中的δ-铁素体含量,Ni含量越高,合金中δ-铁素体越少;Ni含量高的合金中的富铜相颗粒分布密集,细小,而Ni含量低的合金中的富铜相分布稀疏,且相对粗大;在相同回火温度下,较高Ni含量的合金的强度较高,塑性较低。

0Cr17Ni4Cu4Nb钢电渣坯裂纹产生原因

0Cr17Ni4Cu4Nb钢电渣锭开坯后,在钢坯角部有裂纹产生。采用宏观观察、化学成分分析、金相检验等方法对该钢坯裂纹产生的原因进行分析。结果表明:开裂钢坯中的碳、氮、镍等元素含量较低,导致材料的铁素体含量较高,铁素体条带宽度较大;铁素体富集区的塑性较差,最终导致钢坯发生开裂。提高钢坯中的碳、氮、镍等元素的含量,可以改善钢坯的表面质量,避免产生裂纹。

0Cr17Ni4Cu4Nb钢制螺钉断裂原因分析

某故障螺钉所用材料为0Cr17Ni4Cu4Nb沉淀硬化型不锈钢。通过断口宏微观观察、金相检验、硬度检测和能谱分析等实验,确定螺钉的断裂性质及断裂原因。结果表明:螺钉的失效性质为疲劳断裂;故障螺钉与疲劳实验螺钉疲劳源区附近均为准解理与沿晶特征,故障螺钉的沿晶特征较明显,应与该材料特性有关,尤其是螺纹根部在预紧力、拉应力、弯曲应力等复杂的综合应力状态下,螺钉产生沿晶特征。

时效温度对0Cr17Ni4Cu4Nb钢组织及力学性能的影响

以。Crl7Ni4Cu4Nb马氏体沉淀硬化不锈钢为研究对象，分析了不同时效温度对其显微组织和力学性能的影响，并对试样断口特征进行了观察分析。结果表明：随着时效温度的升高（480～550℃），材料的抗拉强度瓯和屈服强度δp0.2呈逐渐下降的趋势，而材料的断面收缩率缈和伸长率艿。呈逐渐上升的趋势；材料的冲击韧性αku受时效温度的影响比较明显，呈逐渐上升的趋势，其中在550℃时αku达到213．4（J·cm^2）。同时由断口观察分析结果显示，时效温度为55。℃时拉伸断口的放射区最小，其塑性最好；冲击断口塑性变形最为明显，纤维区和剪切唇区所占的比例最大。0Cr17Ni4cu4Nb不锈钢随着时效温度的升高，淬火马氏体基体开始回复、再结晶，逆转变奥氏体开始生成并长大，导致材料中的残余奥氏体含量增加，而残余奥氏体的存在有利于OCrl7Ni4Cu4Nb不锈钢保持良好的塑性和韧性。

Ni含量对0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢富铜相析出的影响

研究了不同Ni含量的0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢在1040℃固溶后油冷和炉冷(均进行480℃时效,分别表示为OC、FC试样)两种热处理工艺下的力学性能和微观组织变化规律,通过力学性能测试、SEM和TEM观察,探讨了Ni含量对力学性能和富铜相析出的影响。研究表明:FC试样的强度由于炉冷过程中析出了粗大的富铜相而显著低于OC试样的;随Ni含量的提高,两种试样的强度均增加,但差距在缩小,其原因是炉冷过程中析出的富铜相尺寸逐渐细小,表明Ni可以提高了Cu在γ相区的溶解度,延缓了固溶后炉冷过程中的富铜相析出;随时效温度的提高,不同Ni含量试验钢的强度降低,且Ni含量高的试验钢强度降低更显著;随Ni含量的提高,时效过程中富铜相的形核速率和长大速度增加,表明Ni降低了Cu在钢中的扩散激活能。

调整处理对0Cr17Ni4Cu4Nb钢组织及耐蚀性的影响

运用极化曲线、循环极化曲线等电化学方法研究了0Cr17Ni4Cu4Nb钢经不同工艺热处理后的耐海水腐蚀性能,并对显微组织进行了观察和分析.实验结果表明:固溶处理后的0Cr17Ni4Cu4Nb钢加入调整处理后再进行时效处理,组织更加均匀细小且击破电位、钝化区宽度及保护电位均有明显的提高,耐海水腐蚀性能全面优于直接时效态试样.调整处理的加入及参数的变化导致加热过程中合金碳化物的析出数量和种类发生变化,从而对其组织及耐蚀性能产生了影响.

调整处理对0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢组织与力学性能的影响

实验室研究了调整处理工艺对0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢组织与力学性能的影响,通过力学性能测试和金相显微组织观察,结果表明:随调整处理温度的提高,强度逐渐增加,塑性、韧性逐渐下降;816℃调整处理后,随时效温度的提高,强度逐渐下降,塑性、韧性逐渐增加;在相同的时效温度下,与固溶态相比,调整处理后的强度显著较低,但塑性、韧性较高。

Cu含量对马氏体沉淀硬化不锈钢0Cr17Ni4Cu4Nb组织和性能的影响

试验0Cr17Ni4Cu4Nb钢(/%:0.016~0.017C,0.31~0.35Si,0.79~0.85Mn,0.009~0.012P,0.008~0.010S,15.29~15.43Cr,4.10~4.15Ni,3.34~4.92Cu,0.25~0.27Nb)由25 kg真空感应炉冶炼,锻造成Φ18 mm棒材。通过力学性能测试和组织分析,试验研究了3.34%~4.92%Cu含量对0Cr17Ni4Cu4Nb钢相变点,1 040℃1 h油冷,460~610℃2 h空冷时效的力学性能和组织的影响。结果表明,钢中Cu含量增加,对该钢Ac_3无显著影响,Ac_1下降,M_s点上升,M_f点下降;钢中Cu含量高时,钢的强度、硬度较高,塑性略低;当Cu含量为中下限时,可满足技术条件力学性能的要求,即460~500℃时效后R_m≥1 315 MPa,R_(p0.2)≥1 175 MPa,A≥10%,Z≥40%。

合金元素对0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢组织与力学性能的影响—铬(2)

实验室研究了Cr含量对0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢组织与力学性能的影响,通过力学性能测试和金相显微分析,研究结果表明:随Cr含量的增加,容易产生δ铁素体,引起C、Cr等元素的偏析,使As点、Mf点降低,且Mf点可降到室温以下,导致强度降低、塑性、韧性增加;随淬火冷却速度的降低,强度降低,塑性增加;随时效冷却速度的降低,强度增加;选择下限的Cr含量容易满足技术条件要求。

0Cr17Ni4Cu4Nb钢中铁素体含量的研究

0Cr17Ni4Cu4Nb中的铁素体相破坏了组织的均匀性,降低了材料塑韧性,在蠕变中加速了材料的老化速率,降低了材料的使用寿命。因此,控制铁素体相含量具有重要意义。化学成分和热加工温度是影响0Cr17Ni4Cu4Nb的主要因素。本文在确定合理化学成分的基础上,通过控制锻造温度,降低了热加工过程中铁素体相的形成,国内普遍认为铁素体相应控制在10%以内,采用上述措施可将铁素体相控制在5%以内。

0Cr17Ni14Cu4Nb和60Si2MnA钢实际晶粒度的显示和评定方法

对不同热处理状态下的60Si2MnA钢和0Cr17Ni14Cu4Nb钢试样进行了试验和摸索,获得了这两种材料在常规热处理状态下的实际晶粒度的显示方法,即60Si2MnA钢用饱和苦味酸+3%～5%洗涤剂+新洁尔灭水溶液侵蚀;0Cr17Ni14CuNb钢用高锰酸钾(0.5～1g)+硫酸(8～12ml)+水(90～115ml)热蚀.晶粒显现清晰,解决了60Si2MnA钢和0Cr17Ni14Cu4Nb钢晶界显示和晶粒度评定的难题.

重熔渣系对0Cr17Ni4Cu4Nb钢性能的影响

对0Cr17Ni4Cu4Nb钢采用A、B两种重熔渣系进行电渣重熔试验,结果表明,两种渣系电渣重熔均能满足0Cr17Ni4Cu4Nb钢对成分、夹杂物含量、力学性能的要求,但采用B渣系冶炼能显著提高0Cr17Ni4Cu4Nb钢的横向冲击性能,显著改善材料塑性的各向异性,满足叶片用钢缩小纵、横向性能比的高要求。

汽轮机叶片用钢17-4PH(0Cr17Ni4Cu4Nb)的焊接研究

介绍了新材料0Cr17Ni4Cu4Nb手工钨极氩弧焊,对试验结果分析,得到了较好的焊接工艺,顺利完成了叶片的焊接。

沉淀硬化型不锈钢OCr17Ni4Cu4Nb试验研究

研究了0Ca17Ni4Cu4Nb钢不同热处理对组织及力学性能影响。试验表明该钢经固溶、时效后,析出与基体保持共格关系的富铜相(ε-Cu)、NbC、M_(23)C_6等碳化物使强度提高,并在480℃时效时,获得最大的强度值。

0Cr17Ni4Cu4Nb钢零件耐磨强化工艺研究

激光强化和电弧离子镀TiN多层复合薄膜强化是0Cr17Ni4Cu4Nb钢零件的两种耐磨强化工艺。在高温高压模拟工况下,通过试验对比研究激光强化和电弧离子镀TiN多层复合薄膜强化的效果。试验表明,两种耐磨强化工艺均可有效提高0Cr17Ni4Cu4Nb钢零件的耐磨性能。在实际工程中采用将激光强化和电弧离子镀TiN多层复合薄膜强化相结合的复合强化工艺,可以进一步提高0Cr17Ni4Cu4Nb钢零件的耐磨性能,延长其使用寿命。

0Cr17Ni4Cu4Nb钢的组织与性能研究

采用光学金相显微镜分析了0Cr17Ni4Cu4Nb钢在热处理后的显微组织。应用硬度试验研究了0Cr17Ni4Cu4Nb钢在1040℃固溶处理后,480℃时效时的硬度变化规律。结果表明,1040℃固溶处理后显微组织主要由块状低碳马氏体组织和残余奥氏体组成;在480℃时效时,随着时效时间的延长,硬度先升后降,时效4小时时硬度值最高。

0Cr17Ni4Cu4Nb钢安装座线切割后开裂问题分析及工艺改进

某型安装座所用材料为0Cr17Ni4Cu4Nb沉淀硬化型不锈钢,时效处理后在线切割过程中发现开裂,通过成分分析、硬度检测、金相检验、力学性能检验及断口形貌分析等试验。发现安装座存在厚薄差较大的结构,经时效处理(480℃×1h)未有效去除残余应力,导致零件在线切割过程中发生断裂。通过调整热处理工艺过程,将原时效处理调整为固溶+时效处理,可有效消除残余应力,避免零件在线切割过程中产生开裂。

0Cr15Ni5Cu4Nb模具钢时效工艺研究

采用显微组织观察、硬度测试等试验手段研究了不同温度和不同时间的时效处理对0Cr15Ni5Cu4Nb模具钢组织与硬度的影响。结果表明:经过1050℃×1 h固溶+不同温度时效保温6 h处理的0Cr15Ni5Cu4Nb钢组织主要为板条马氏体和颗粒状的富铜析出相。在320~460℃范围内,随着时效温度的升高,试验钢组织中的富铜析出相数量逐渐增加,尺寸逐渐增大。时效温度继续升高到520、580℃时,组织中马氏体发生分解。随着时效温度的升高、时效时间的增加,0Cr15Ni5Cu4Nb钢的硬度先升高后降低,经1050℃×1 h固溶+460℃×6 h时效处理的0Cr15Ni5Cu4Nb钢的硬度达到最大值43.5 HRC。