用紧固圆盘压力实验法研究18CrMo2钢的氢脆

本文介绍一种在我国很少了解,而在西欧,特别是法国广泛使用,并将作为判定材料抗氢脆性能标准方法之一的紧固圓盘压力实验法DPT法(Embeded Disk Pressure Test)。并结合用该方法研究18CrMo2钢气体氢脆特性,探讨影响其实验结果的一些因素。

正火温度对G18CrMo2-6铸钢微观组织及力学性能的影响

研究了正火温度(850~1000℃)对G18CrMo2-6铸钢微观组织和力学性能的影响。结果表明,尽管正火温度不同,G18CrMo2-6钢的微观组织均为贝氏体铁素体(BF)和马氏体-奥氏体(M-A)岛组成的粒状贝氏体。随着正火温度的升高,粒状贝氏体中M-A岛的数量和尺寸先减小后增加,从而导致冲击吸收能量呈先上升后下降的趋势。当正火温度低于940℃时,随着正火温度的升高,M-A岛数量减少,C、Cr等元素扩散到BF中,使屈服强度升高。正火温度为940℃时,G18CrMo2-6钢的抗拉强度和冲击吸收能量最高,分别为942 MPa和28 J。正火温度进一步提高时,BF中位错减少,晶粒粗大,导致屈服强度下降。

G18CrMo2-6钢回火组织及冲击韧性研究

以核电汽轮机缸体用G18CrMo2-6耐热钢为研究对象,分析了显微组织、第二相类型、形貌、尺寸和分布随回火温度的变化及其对冲击韧性的影响.结果表明,G18CrMo2-6钢正火经不同冷速冷却后得到不同的基体组织,经680℃回火后,冲击韧性均远高于指标要求,因此基体组织差异不是导致冲击韧性急剧恶化的决定性因素.经炉冷正火后在560~710℃区间回火,显微组织均为铁素体＋回火贝氏体,随回火温度上升,室温冲击韧性增加.经560和600℃回火后,块状马氏体/奥氏体（M/A）岛、条状颗粒不均匀分布于贝氏体铁素体基体上,平均冲击韧性分别为17和29 J.710℃回火后块状M/A岛分解,条状颗粒转变为细小的颗粒状呈弥散分布,冲击韧性达到峰值93 J.除了基体组织的软化效应外,第二相的类型、形貌、尺寸和分布能够明显改变诱发裂纹萌生的临界断裂应力,是影响G18CrMo2-6钢冲击性能的一个关键因素.

G18CrMo2-6钢在高温回火过程中第二相的演变

应用扫描电子显微镜、透射电子显微镜和能谱技术等手段研究了G18CrMo2-6钢正火组织中第二相在680℃下保温一系列时间段的转变。结果表明,在正火后贝氏体中析出相主要为马氏体/奥氏体(M/A)组元和合金渗碳体(M_3C);在回火保温初期M/A分解为铁素体(α)与M3C组织,随着保温时间延长M3C逐渐球化并溶解,M_(23)C_6在晶界析出并长大,同时基体上有细小弥散的MC相析出。即回火保温过程中组织随时间的延长发生M/A→α+M_3C,M_3C→M_(23)C_6+MC的变化。

Cr含量对G18CrMo2-6钢组织和性能的影响

通过热处理试验、微观组织表征和力学性能检测,对比研究了在不同Cr含量的情况下,G18CrMo2-6钢微观组织形貌、力学性能的变化。结果表明,随着合金元素Cr含量增加,同一温度退火热处理后G18CrMo2-6钢中铁素体体积分数减少,贝氏体增多,从而导致材料强度升高;但是Cr含量的增加还会导致该类材料退火产生的贝氏体中马氏体/奥氏体组织(M-A组元)尺寸增大,对材料的冲击韧性有不利影响。在560~680℃范围内回火,回火温度越高,抗拉强度越低,冲击功越高,Cr含量高的材料对回火温度的变化更加敏感。