固体渗氮C422钢的显微结构及其缺口敏感性

目的针对固体渗氮C422(22Cr12NiMoWV)钢,开展渗氮层显微组织结构及其缺口敏感性的研究,为C422汽轮机阀杆服役可靠性评价提供技术支持。方法采用固体渗氮剂对C422钢表面进行渗氮,通过渗氮层的成分与物相检测、显微组织结构观察、力学性能测试及断口形貌分析,揭示不同温度及时间条件下C422钢渗氮层的显微组织特征,以及渗氮对该钢有无缺口试样拉伸力学性能,尤其是缺口敏感性的影响。结果C422钢表面渗氮层主要由Fe_(3)N、Fe_(4)N、Cr_(23)C_(6)、CrN、VN、WN等化合物构成。550℃、6 h渗氮后,渗氮层厚度为80μm,组织致密,硬度高。随着渗氮温度的升高,保温时间的延长,渗氮层的厚度变化不大,但渗氮层组织粗化,并产生表面裂纹。有无渗氮C422钢的缺口敏感参数均小于1,对缺口轻微敏感,渗氮增加了缺口敏感性,渗氮导致C422钢试样的屈强比升高,塑性下降,渗氮层呈解理断裂,脆性断裂特征明显。结论渗氮温度为550℃、保温时间为6 h是C422钢最佳的固体渗氮工艺参数,渗氮层结构致密,硬度高,渗氮对C422钢的缺口敏感性没有明显影响,但脆性有所增加。

某超临界汽轮机主汽阀杆断裂原因分析

目的某热电厂超临界机组汽轮机发生主蒸汽阀阀杆(标称材质为22Cr12NiMoWV(C422)钢)断裂事故,对发电安全造成不良影响。为此,分析该阀杆断裂失效的原因,提出改进措施,以避免类似事故的发生。方法从外观检查、成分测定、金相检验以及断口观察等方面入手,结合硬度和冲击性能测试,探讨阀杆断裂的主要原因。结果该断裂阀杆材质符合22Cr12NiMoWV钢的成分标准,但其内部存在网状分布的组织偏析,导致其力学性能达不到标准要求。此外,该断裂阀杆还存在零件设计、加工及热处理工艺不合理等问题。结论该阀杆变径处采用直角过渡,十字贯穿孔加工刀痕明显,易造成应力集中,诱发裂纹,裂纹选择性地沿力学性能薄弱的组织偏析区失稳扩展,最终导致阀杆断裂失效。据此,从质量控制、工艺规范化等方面提出改进建议。