回火工艺对20Cr1Mo1VTiB螺栓钢组织和性能的影响

利用SEM、TEM、EBSD等研究了回火工艺对20Cr1Mo1VTiB螺栓钢组织和力学性能的影响。回火后,该钢贝氏体板条合并长大,板条界变得模糊。随着回火温度升高和回火时间延长,板条合并长大明显。相比于700℃×4 h回火,720℃×4 h回火和700℃×6 h回火后贝氏体板条尺寸分别增加了44.98 nm和55.93 nm。随着回火温度升高和回火时间延长,20Cr1Mo1VTiB螺栓钢中的主要碳化物为VC、TiC、M_(3)C尺寸变大,形貌从方形向球形转变;同时,该钢的抗拉强度和硬度降低,延伸率和-20℃冲击韧性有所提高。

超临界汽轮机20Cr1Mo1VNbTiB螺栓开裂行为分析

针对某660 MW超临界汽轮机运行过程中高、中压调速汽阀的20Cr1Mo1VNbTiB高温紧固螺栓发生大规模早期开裂失效问题,利用断口分析、成分分析、力学性能分析及微观组织结构分析等试验方法对螺栓大规模开裂行为进行了研究。结果表明:在预紧力和汽阀动作形成的冲击载荷共同作用下,具有缺口效应且应力集中的螺纹牙底部TiN颗粒以自身碎裂、尖角处开裂及附近基体高应力畸变区开裂等模式萌生微裂纹并互相串连形成裂纹源,在载荷作用下快速扩展引发螺栓开裂;组织中大量TiN颗粒破坏了基体的连续性,降低了合金的韧性和抗裂能力,导致脆性开裂。因此,合金冶炼过程中应严格控制钢液中Ti质量小于0.1%,通过优化控制冷却速度,提高钢中细小氧化物的生成量来控制TiN析出相的尺寸和生成量,降低其有害作用,起到Ti合金化的真正目的。

20Cr1Mo1VTiB钢发纹缺陷分析与改善

以某炼钢厂的生产数据为实践依据,以改善20Cr1Mo1VTiB钢的发纹缺陷为目的,使用荧光磁粉探伤和金相显微镜确认缺陷位置存在非金属夹杂物。经扫描电镜确认出非金属夹杂物的化学成分并分析出产生原因。一种非金属夹杂物是含有K、Na、F典型保护渣特征元素,确认为模铸浇铸过程卷渣。另一种非金属夹杂物是以Al-Mg-Ca-O为主,是典型的精炼铝脱氧产物,在整个冶炼过程中不断与耐火材料和炉渣发生反应,未完全上浮去除而残留在钢中。通过开发20Cr1Mo1VTiB专用保护渣和执行模铸开浇标准化操作解决模铸卷渣类的发纹缺陷;通过降低电炉钢水过氧化程度、优化精炼脱氧剂使用、VD真空处理后的软吹操作等工艺技术,提升钢液的洁净度控制水平,进而改善铝脱氧产物引起的发纹缺陷。

汽轮机用20Cr1Mo1VNbTiB钢高温双头螺柱断裂原因

某火力发电厂汽轮机用20Cr1Mo1VNbTiB钢高温双头螺柱发生断裂。采用宏观观察、化学成分分析、金相检验、扫描电镜及能谱分析、力学性能测试等方法对螺柱断裂的原因进行分析。结果表明:螺柱的第一扣螺牙根部存在粗晶区,组织由回火贝氏体转变为马氏体相位的贝氏体,材料塑性、韧性下降,脆性增加,在高温应力和交变载荷的作用下,粗晶粒区发生沿晶开裂并不断扩展,最终导致螺柱发生脆性断裂。建议严格控制冶炼工艺和热处理工艺,规范螺柱安装、拆卸程序,采用无损检测、硬度测试等方法对螺柱进行出厂检验,以保证其使用性能。

20Cr1Mo1V钢CCT曲线的测定与分析

在Gleeble-3800热模拟机上测定了20CrlMolV钢以不同冷却速度连续冷却时的膨胀曲线，结合金相一硬度法获得了该钢的连续冷却转变曲线（动态CCT曲线）。根据测得的CCT曲线，分析以不同冷却速度连续转变时的组织转变；阐明冷却速度与组织的演变以及硬度变化的关系。结果表明：当冷却速度为10～25℃／s时，获得贝氏体；动态CCT曲线的测定为生产实践和新工艺的制定提供了参考。

20Cr1Mo1V(Nb)TiB紧固件晶粒级别超声二次底波法检测技术研究

基于材质粗大晶粒对超声波散射衰减原理,使用A型脉冲超声波反射法研究了20Cr1Mo1V(Nb)TiB紧固件Ⅰ类(晶粒级别1、2级)、Ⅱ类(晶粒级别3、4级)和Ⅲ类(晶粒级别5级)晶粒级别的检测方法。结果表明:各晶粒级别对超声波的散射衰减影响显著,且随着探测频率的增加而增大。在相同探测频率下,一次底波波高为满刻度80%时,Ⅰ类与Ⅲ类紧固件相比,二次底波波高平均值低7.61%～28.1%,波幅值平均值高10.6～15.8 dB;Ⅱ类和Ⅲ类紧固件相比,二次底波波高平均值低6.7%～9.4%,波幅值平均值高4～5.6 dB。当探测频率为5 MHz、10 MHz时,粗晶(Ⅰ、Ⅱ类)紧固件对超声波的散射衰减更为明显。用该方法可有效检测20Cr1Mo1V(Nb)TiB紧固件的晶粒级别,检测方法具有效率高、便捷、准确及无损材质等优点。

20Cr1Mo1VTiB钢的连续冷却转变行为

采用热膨胀仪测定20Cr1MolVTiB钢在不同淬火温度(9501100℃)下的贝氏体转变点和较佳淬火温度下的连续冷却相变点,结合组织观察和硬度测试绘制连续冷却转变曲线;利用经验公式建立相变点和相转变量与冷却速率的关系,并计算相变激活能。结果表明:随着淬火温度升高,试验钢中贝氏体转变温度降低,较佳淬火温度为1050℃;冷却速率不高于0.5℃·s-1时,过冷奥氏体转变产物为先共析铁素体、珠光体和贝氏体,冷却速率超过0.5℃·s^(-1)时则为单一贝氏体;相变点-冷却速率和相转变量-冷却速率拟合曲线与试验结果吻合较好,先共析铁素体和贝氏体相变激活能分别为744.8,274.9 kJ·mol^(-1)。

20Cr1Mo1V1钢的分级时效工艺研究

研究了 2 0Cr1Mo1V1钢的强韧化工艺。所优化出的分级时效工艺能使其强度和韧性达到质保书的要求。

20Cr1Mo1VTiB螺栓断裂原因分析

对一条 2 0 Crl Mol VTi B螺栓的断裂原因进行了分析 ,通过金相组织和力学性能试验发现 ,螺栓的断裂是由于宏观粗晶导致冲击韧性低下 ,在正常使用中发生断裂。最后对 2 0 Crl Mol VTi B螺栓的检验和粗晶螺栓的处理进行了讨论。

20Cr1Mo1VNbTiB高温螺栓断裂失效分析

对某电厂汽轮机进行解体检修,发现1根材质为20Cr1Mo1VNbTiB的高温螺栓已断裂。采用断口分析、金相试验、常温力学性能试验及化学成分分析法分析其断裂原因。结果表明,螺杆表面密集的机械损伤所引起的应力集中是导致此次螺栓发生断裂的直接原因;同时,螺栓晶粒较粗大、碳化物在长期高温高压运行过程中析出、冲击韧性下降是螺栓发生解理脆性断裂的根本原因。

20Cr1Mo1VTiB钢制高温紧固螺栓断裂失效分析

某火力发电厂汽轮机用20Cr1Mo1VTiB钢制高温紧固螺栓在安装时发生断裂。通过宏观检验、化学成分分析、金相检验、断口分析、力学性能测试等方法对螺栓断裂的原因进行了分析。结果表明:高温紧固螺栓材料的冶炼工艺中由于化学元素含量控制不当,导致碳含量严重超标,造成螺栓的冲击吸收能量及塑性下降,最终促使螺栓发生断裂。

浅析高温螺栓钢20Cr1Mo1VNbTiB粗晶现象及其控制

通过对高温螺栓钢20crlMolVNbTiB 锻材与轧材粗晶现象的对比,分析了粗晶现象的产生原因,提出了控制粗晶级别的方法,为解决20CrlMolVNbTiB 钢的粗晶现象提供了理论依据。

20Cr1Mo1VTiB高温螺栓失效机理研究

通过化学成分分析、断口形貌分析、显微组织观察和能谱分析、布氏硬度试验、室温拉伸试验、室温冲击试验研究了20Cr1Mo1VTiB高温螺栓的失效机理。结果表明:由于冶炼工艺和热处理工艺控制不当,导致材料基体中非金属夹杂物TiN含量超标,组织为微观粗晶和细晶组成的混晶组织,且螺栓在长期高温运行后,在晶界上聚集析出富硅、钼、钒元素的碳化物,材料发生脆化。这些因素共同作用导致材料塑韧性下降,在螺栓应力集中或应力最大部位萌生裂纹并沿晶界扩展,最终导致螺栓发生脆断。

20Cr1Mo1VTiB钢Ti的控制

通过近几年我厂20Cr1Mo1VTiB钢实际生产经验,总结出此钢在电弧炉冶炼及电渣重熔时Ti的烧损规律,并对此进行初步分析,从而找出适合我厂的生产工艺。

高温螺栓钢(20Cr1Mo1VNbTiB)工艺探讨

进入新世纪,西部开发要进行大规模基础设施和重点工程项目的建设,各种材料是必不可少的,其中钢铁材料是极重要的基础原材料之一,高温螺栓钢(20CrlMolVNbTiB)则是为了获得某种物理、化学或力学特性而有意添加了一定量的合金元素 Cr、Nb、Mo、V 等,并对杂质和有害元素加以控制的特殊性能钢。作者通过本厂近期冶炼的5炉20CrlMolVNbTiB 现场的跟班情况,对其冶炼过程以及如何更好的控制 Nb、Ti、B 进行了研讨,为以后更好的冶炼高温螺栓钢提供依据。

20Cr1Mo1VTiB汽机主汽门螺栓断裂失效分析

针对一起汽机主汽门螺栓断裂失效案例,对20Cr1Mo1VTiB材质进行了化学成分、力学性能、金相组织试验分析。试验分析结果表明:由于制造过程中热加工或热处理工艺不当,造成螺栓金相组织异常、冲击性能低下,在汽机运行工况下发生断裂失效。

20Cr1Mo1VTiB汽轮机螺栓断裂失效分析

对20Cr1Mo1VTiB汽轮机螺栓发生断裂的原因进行了力学性能和金相分析,认为这是由于螺栓出厂热处理工艺不到位造成金相组织没有达到要求而发生的低应力脆性断裂,并提出了针对性的预防措施。

浅析20Cr1Mo1V(Nb)TiB材质的螺栓粗晶组织超声波检验筛查方法

介绍了汽轮机高温紧固件螺栓以及目前使用范围较广的20Cr1Mo1V(Nb)TiB材质螺栓的特点和粗晶问题,简述了超声波检验和声能衰减的原理,讨论了20Cr1Mo1V(Nb)TiB材质螺栓存在粗晶组织时对声能衰减情况影响的理论公式,证明了现场检测过程中可以使用传统超声波检验进行螺栓粗晶组织的筛查,可以提高检验的效率,但是其准确性还与金相法存在一定差距,今后还需要进一步探讨与研究。

20Cr1Mo1VNbTiB材质螺栓性能可靠性分析及建议

20Cr1Mo1VNbTiB是我国自行研制的高温螺栓用钢,近些年经常发生断裂,给电厂带来极大的安全风险及经济损失。研究发现,20Cr1Mo1VNbTiB普遍存在粗晶、混晶、冲击韧性严重下降的问题,造成螺栓受到冲击载荷时易在应力最大点萌发裂纹,并发生瞬时断裂。避免使用带有粗晶(或套晶)和低吸收冲击功的螺栓是防止断裂事故发生的关键。对在役螺栓和新螺栓检验与监督提出了一些新的建议和措施以供参考。

热处理工艺对20Cr1Mo1V1紧固件性能的影响

我国电力工业正进入世界先进水平的行列，对锅炉使用的材料，提出了更高的要求，螺栓钢是锅炉装置中阀门及法兰的接合面所用的关键材料之一，本试验对紧固件用钢20CrMo1V1进行了一系列热处理试验，并用扫描电镜和透射电镜对其断口及组织进行了观察，采用电解萃取的方法用X光衍射仪对碳化物进行了确定，从而找出了最佳热处理工艺。