1Cr12Mo钢晶粒细化热处理工艺的研究

针对1Cr12Mo耐热钢调质热处理后晶粒粗大的问题进行晶粒细化热处理工艺的研究。提出了多种晶粒细化热处理工艺方法,并对其处理结果进行比较。指出该材料最佳的晶粒细化热处理工艺是:两次亚温淬火+高温回火工艺。

汽轮机叶片用1Cr12Mo钢成分与热处理工艺对冲击韧度的影响

1Cr12Mo钢属于马氏体不锈钢,被广泛用于汽轮机亚临界机组的低压叶片。该钢在生产过程中由于冶炼方法的不同其化学成分会在一定范围内变化。对大量生产和试验数据进行分析的结果表明,成分的波动和热处理工艺参数的变化对钢的冲击韧度都有重要的影响。

1Cr12Mo钢坯表面缺陷的分析

钢坯表面所出现的条状沟槽是热酸溶解密集排列的Ｍｎ－Ｃｒ－Ｏ夹杂物的结果。推断了此种夹杂物产生的原因。

汽轮机叶片用1Cr12Mo钢的化学成分和热处理

比较了三家国内钢厂的汽轮机叶片用1Cr12Mo钢的化学成分。分析了该钢调质后力学性能不符合要求的原因。结果表明:要使1Cr12Mo钢获得较高的力学性能,应按技术要求合理控制该钢的化学成分。例如,调质后动叶片用电渣钢的力学性能优于静叶片用的电炉钢;Ni含量偏低会使该钢调质后δ-铁素体含量超标,从而导致力学性能不合格。根据有效的经验公式预测钢的组织,合理制订热处理工艺,出炉前抽验叶片的硬度,建立性能数据库等,是使1Cr12Mo钢叶片获得更好的热处理质量的有效措施。

12Cr2Mo1V钢凸台附加填充丝埋弧堆焊工艺研究

针对12Cr2Mo1V钢加氢反应器壳体凸台采用单丝埋弧焊进行堆焊、制造效率低的问题,研究了采用附加填充丝埋弧焊的焊接方法堆焊12Cr2Mo1V材质凸台本体的工艺可行性。研究结果表明,在12Cr2Mo1V钢上采用附加填充丝埋弧焊进行本体堆焊,焊接工艺性良好;其工艺评定试验的各项力学性能完全满足母材的要求,特别是-30℃夏比KV_(2)型缺口冲击试验冲击值均≥54 J,抗回火脆化倾向评定试验结果均满足v Tr54+3Δv Tr54≤0℃的要求。与单丝埋弧堆焊相比,两枪六丝附加填充丝埋弧堆焊凸台可提高生产效率200%~250%。该项工艺研究在满足加钒钢凸台性能的前提条件下,能极大缩短凸台制造周期、节能减排,为加氢反应器先进绿色制造的发展提供了新的制造手段。

温度和压力对1Cr12Mo钢汽轮机叶片微观组织的影响

为了研究服役条件下的汽轮机叶片的微观组织演化行为,利用X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电镜和透射电镜等手段详细表征了退役1Cr12Mo钢高压动叶片的微观组织结构,进而分析了不同温度和压力对微观组织的影响规律。试验结果表明,适当的应力能促进板条内部尤其是边界析出相弥散分布,维持细小组织特征;细小弥散的析出相能够延缓位错束集和位错胞亚晶的形成。位错胞亚晶的形成显著地降低位错密度;温度对马氏体及位错结构影响不大,但显著提高碳化物的长大速度。

临氢设备用12Cr2Mo1R厚钢板临界厚度研究

通过12Cr2Mo1R厚钢板空冷过程的埋偶试验和ABAQUS软件计算机模拟对比,确认ABAQUS软件可以模拟12Cr2Mo1R厚钢板的空冷过程。在此基础上,使用该软件模拟不同厚度下12Cr2Mo1R厚钢板芯部的冷却速度,结合其CCT曲线和工业生产工艺条件,确定临氢设备用12Cr2Mo1R厚钢板在正火后空冷条件下,使芯部能实现以贝氏体组织为主的厚钢板临界厚度为50mm。通过工业生产的50mm厚12Cr2Mo1R钢板组织和性能验证,证明所确定的临界厚度是安全的。

12Cr2Mo1R钢持久试验后的组织与性能

对模拟焊后热处理态12Cr2Mo1R钢在500℃条件下进行了持久试验,研究了试验前后钢的组织和硬度的变化。结果表明,试验前后钢的组织均以贝氏体为主,碳化物同由M3C、M2C、M7C3和M23C6组成,随着持久断裂时间的增加,试样中碳化物数量出现了波动,但均高于试验前,碳化物颗粒的平均尺寸先减小后升高。在持久断裂时间为2272 h时,试样中碳化物含量最高,颗粒平均尺寸最小。断后试样的硬度则先略微降低,后升高,并在持久断裂时间为2272 h时达到最高值,然后再次降低。与夹持段相比,试样的工作段在试验过程中因变形而析出更多的碳化物,试验结束后硬度的下降也较明显,且随持久断裂时间的增加,两段的碳化物含量、尺寸大小和硬度的变化规律基本一致。

一种反应器用12Cr2Mo1钢的热变形行为及热加工图

以一种加氢反应器用钢12Cr2Mo1为研究对象,利用Gleeble-3800热/力模拟试验机,在变形温度850~1150℃、应变速率0.001~0.1 s^(-1)进行了真应变为0.8的热压缩。回归计算了考虑应变补偿的本构方程,建立了基于动态材料模型的热加工图,分析了热变形条件下的组织演化规律。结果表明,利用5次多项式回归计算得到的本构方程可用来预测不同应变下的流变应力;随着变形温度的升高和(或)应变速率的降低,动态再结晶水平增加;在1050℃和0.001 s^(-1)的热变形下,12Cr2Mo1钢可获得均匀的完全动态再结晶组织。

汽轮机材料1Cr12Ni2W1Mo1V超临界钢的热压缩流变应力行为

为研究不同工艺参数对汽轮机材料1Cr12Ni2W1Mo1V超临界钢高温变形行为的影响,在变形温度1000~1150℃,应变速率0.005~5 s^(-1)的条件下进行热压缩试验,得到了相应的真应力-真应变曲线。结果表明:1Cr12Ni2W1Mo1V超临界钢的高温流变应力对温度和应变速率比较敏感。通过双曲正弦本构方程和线性回归分析构建1Cr12Ni2W1Mo1V高温塑性变形的本构模型,并将流变应力的预测值与实验值进行比较,二者拟合程度高,表明该模型能较好描述该钢在热变形过程中的流动行为。

六面锻造和超深冷处理对Cr12Mo1V钢耐磨性能的影响

研究六面锻造和液氮处理对Cr12Mo1V钢耐磨性能的影响.结果表明,六面锻造加余热淬火处理,使钢中碳化物级别降低1～2级,使钢的奥氏体晶粒度降低2级,从而提高了耐磨性.淬火后再经液氮处理,既降低残余奥氏体含量,提高硬度,又降低钢中残余应力,明显地提高了钢的耐磨性.

锻造变形方式对叶片钢1Cr12Ni2Mo2VN横向冲击韧性的影响

分析了常规锻造-拔长,镦粗-拔长,镦粗-拔长-镦粗-拔长,镦粗-换向拔长4种锻造方式对叶片钢1Cr12Ni2Mo2VN(%:0.10C,0.17Si,0.74Mn,0.014P,0.002S,11.8Cr,2.43Ni,1.65Mo,0.32V,0.035 2N)2.5t电渣锭锻造成Φ220 mm棒材横向冲击韧性的影响。结果表明,单道次大压下量的镦拔锻造及镦拔次数的增加可显著提高叶片钢的横向冲击韧性,2镦2拔后的棒材经1050℃1h油冷,660℃2h空冷后的横向冲击功为141 J,横纵向冲击值比可达90%以上,组织均匀,晶粒细化。

12Cr2Mo1R钢焊条电弧焊焊接接头的性能

采用焊条电弧焊工艺用奥氏体A302焊条对12Cr2Mo1R钢进行焊接,焊后对焊接接头进行425℃保温370h的热处理;对焊接接头进行了显微组织观察、能谱分析、物相测定和高温拉伸、冲击试验。结果表明:焊缝区组织为奥氏体、δ铁素体和少量碳化物;焊接接头高温拉伸屈服强度比母材的大,焊缝区的冲击功比母材的低;在焊缝区产生了少量脆性碳化物(M23C6型)和铁-铬新相,造成焊缝区的脆性比母材的增大。

压力容器用12Cr2Mo1R钢150mm超厚板热处理对组织和性能的影响

试验用12Cr2Mo1R钢(/%:0.08C,0.07Si,0.45Mn,2.16Cr,0.95Mo,0.18Ni,0.14Cu,0.015A1,0.015Sn)经电弧炉-300 mm×2 000 mm电渣重熔扁坯轧制成150 mm厚板(开轧1 145℃,终轧850℃)。通过热模拟试验和温度场的有限元仿真得出12Cr2Mo1R钢的静态连续冷却转变(CCT)曲线和超厚板表面、厚度1/4处和1/2处(心部)的冷却温度曲线。热轧板经916℃226 min正火,698℃240 min回火后,钢板1/4厚度处为贝氏体+少量铁素体,1/2厚度处为贝氏体+铁素体,其力学性能-屈服强度464 MPa,抗拉强度585 MPa,伸长率22%,符合供货要求。

热处理工艺对12Cr2Mo1R钢的组织和性能影响

探讨了不同热处理工艺对12Cr2Mo1R耐热钢板性能和组织的影响，结果表明：随正火温度的升高贝氏体增加，强度提高，975℃正火后，显微组织为100％贝氏体和（Fe，Cr）3C型渗碳体；随回火温度的提高及回火时间的延长，强度降低，600℃回火时析出的纳米强化相不断长大成针状，同时，（Fe，Cr）3C型渗碳体不断球化，逐渐向（Fe，Cr）7C3型转化；正火处理后再经650℃回火处理，负蠕变现象消失。生产中12Cr2Mo1R钢宜采用正火＋回火处理，正火温度920～950℃，保温时间1．5～3．0min/mm；回火温度720～750℃，保温时间2．0～4．0min／mm。

正火加热温度对12Cr2Mo1钢组织和性能的影响

12Cr2Mo1钢属低合金耐热钢,常用于制造在高温下工作的零部件。为使其获得较好的力学性能,通过试验研究正火加热温度对12Cr2Mo1钢组织和性能的影响。试验结果表明：当正火加热温度低于910℃时,正火后组织中有残存铁素体,导致低温冲击吸收能量偏低;当正火加热温度为910℃,正火保温时间为1.5~4.0 min/mm,回火温度为710℃,回火保温时间为2.0~4.0 min/mm时,热处理后的组织为均匀的回火贝氏体组织,综合力学性能较好。

退火工艺对Cr12Mo1V1钢组织及硬度与切削性能的影响

试验室研究了Cr12Mo1V1钢的退火工艺,讨论了加热温度、保温时间、等温温度对显微组织和硬度的影响,并进行了不同退火硬度对切削性能的影响试验。试验结果表明:随着加热温度的升高、保温时间的延长和等温温度的提高,显微组织中粒状珠光体的碳化物数量减少、由成堆分布的质点转变成均匀分布的球状,同时硬度逐渐降低,切削性能也逐渐改善,最佳工艺为890℃加热后830℃等温退火。在工业化生产中对大尺寸钢材的应用效果较好,硬度202~214HB,切削后表面粗糙度值1.452~1.519μm。

12Cr2Mo1与S30408异种钢焊接工艺

异种钢由于在物理和化学性能方面差异较大,存在着焊缝的稀释、碳迁移和焊接应力的问题,文中针对12Cr2Mo1和S30408异种钢焊接工艺进行研究,在12Cr2Mo1钢侧先堆焊镍基焊材,然后采用熔合比小的氩弧焊打底,焊条电弧焊盖面,选用镍基焊丝SNi6082和焊条ENi6182,采用合理的坡口形式和焊接工艺参数,控制层间温度,焊后进行消除应力热处理,并进行了外观检查、无损检测、力学性能试验,焊接接头满足NB/T 47014—2011《承压设备焊接工艺评定》标准规定。

12Cr2Mo1R钢的变形抗力研究

通过热模拟试验,研究了变形温度、变形速率、变形程度对12Cr2Mo1R钢变形抗力的影响,结果表明,在较低的温度和较高的变形速率下,12Cr2Mo1R钢变形抗力增加显著;在同一下变形程度下,随温度的升高,变形抗力降低。变形温度为800℃、变形速率为15 s-1时,变形抗力最大值为290 MPa;变形温度为1 050℃、变形速率为1 s-1,变形抗力最小值为110 MPa。

Cr12Mo1V1钢表面激光熔覆Fe基合金熔覆层组织与性能的研究

选用Cr12Mo1V1钢作为基体材料,Fe基合金粉末为熔覆材料,以同步送粉的方式在基体表面进行激光熔覆实验。利用金相显微镜、扫描电镜、显微硬度计和摩擦磨损实验机等分析熔覆层的显微组织和性能。结果表明:熔覆层和基体结合处出现了一道明亮区,底部大多由胞状晶组成,熔覆层中部出现较多的树枝晶和粗大的柱状晶,熔覆层顶部出现较多的等轴晶。测得基体的平均硬度为241.78 HV0.2,熔覆层的平均硬度为493.22 HV0.2,熔覆层的硬度为基体的2.04倍,表明熔覆层的硬度比基体明显提升。基体的平均摩擦系数为0.456,而熔覆层的平均摩擦系数为0.375,比基体的略有减小。