高强度螺栓用22Cr2Ni4MoV钢的强韧化

文章对高强度螺栓用 2 2Cr2Ni4MoV钢的力学性能及金相组织进行了试验研究 ,提出了 2 2Cr2Ni4MoV钢的最佳强韧化热处理工艺。

18Cr2Ni4W钢的热变形行为及热加工图

在变形温度为850~1200℃,应变速率为0.005~0.5 s^(-1)及真应变为0.8的条件下,采用Gleeble-3800型热模拟试验机对18Cr2Ni4W钢进行热压缩试验,分析其真实应力-应变曲线,基于双曲正弦函数,建立了18Cr2Ni4W钢的热变形本构方程;采用动态材料模型(DMM),建立了18Cr2Ni4W钢在真应变为0.8时的热加工图。结果表明:18Cr2Ni4W钢在热加工过程中发生了动态再结晶,流变应力随着变形温度的升高而降低,随着应变速率的增加而增加;峰值应力随应变速率的降低和变形温度的升高而降低。失稳区主要集中分布于变形温度为860~950℃、应变速率为0.03~0.5 s^(-1)的范围内,其显微组织为沿变形方向拉长的带状组织,并存在局部流动性,对应的功率耗散η值较低,小于0.2;安全区的显微组织是典型动态再结晶组织,功率耗散η值较高,在0.28~0.49之间。在真应变为0.8时,18Cr2Ni4W钢最佳的热加工工艺为:变形温度为975~1050℃、应变速率为0.01~0.14 s^(-1)以及变形温度为1050~1200℃、应变速率为0.01~0.5 s^(-1)。

30Cr2Ni4MoV钢的奥氏体化动力学

研究了30Cr2Ni4MoV低压转子用钢加热过程中的连续相变动力学与等温相变动力学。在测定该钢在0.008～20 K/s加热速率下奥氏体化膨胀曲线的基础上,运用Kissinger方法对实验数据进行基于非等温相变Johnson-Mehl-Avrami(J-M-A)模型的动力学分析,确定了模型中的参数:奥氏体化相变激活能Q约为2.367×106J/mol,J-M-A指数n约为0.2448,指前因子lnk0约为270.5。根据这些参数和J-M-A方程可进而获得等温奥氏体化相变动力学曲线。结果表明,非等温连续相变动力学曲线中包含等温相变动力学信息。对由于孕育期极短而难以准确测定的等温相变动力学曲线,从连续转变动力学数据抽取得到是一种可行而有效的方法。

低压转子钢30Cr2Ni4MoV动态再结晶行为研究

通过高温热力学模拟实验,研究了大型核电低压转子用钢——30Cr2Ni4MoV钢在850～1200℃、应变速率为0.01～1.00s-1变形条件下的高温变形行为,得到了该种钢在大型锻造件生产条件下的流动应力曲线。研究了发生动态再结晶的临界条件和显微组织,建立了30Cr2Ni4MoV钢的动态再结晶模型,初步确定了该种钢满足动态再结晶细化晶粒要求的合理锻造工艺区间。

26Cr2Ni4MoV钢淬火过程的三场耦合数值模拟

为定量分析大型锻件淬火加工过程中工艺参数的影响 ,应用非线性有限元 ,建立了淬火过程数值模拟的三场耦合模型 .模型考虑了温度场、应力场、组织场及其耦合关系 :热膨胀、塑性功生热、变温相变、相变潜热、应力诱导相变和相变膨胀及相变塑性等的效应 .模拟了由锻件金属材料 2 6Cr2Ni4MoV制成的空心圆筒工件在不同尺寸和工艺下的淬火过程 ,计算得到的冷却曲线及残余应力分布与实验结果一致 .数值实验表明只有考虑应力诱导相变和相变塑性的作用 。

30Cr2Ni4MOV钢多道次变形条件下的动态再结晶行为

汽轮机低压转子是大型核电机组的关键零部件,其主要用钢为30Cr2Ni4 MoV钢。文章通过高温热力学模拟实验,研究30Cr2Ni4 MoV钢在应变速率0.01s-1,温度1200℃～1150℃、1100℃～1050℃、1000℃～950℃双道次变形条件下的高温变形行为,得到30Cr2Ni4 MoV钢在大型锻造件生产中多道次变形条件下的流动应力曲线,以及动态再结晶的发生条件和组织控制规律。

26Cr2Ni4MoV钢组织遗传与晶粒细化工艺的研究

研究了低温预处理对２６Ｃｒ２Ｎｉ４ＭｏＶ钢组织遗传性的影响，提出了低温细化处理工艺。研究结果表明，６５０℃回火和７７０℃退火，均可通过减少残留奥氏体薄膜数量和使α相再结晶的方式细化奥氏体晶粒。

30Cr2Ni4MoV低压转子钢的静态再结晶行为

在Gleeble-1500D热模拟实验机上,使用双道次热压缩的方法,研究了30Cr2Ni4MoV低压转子钢在高温变形时的静态再结晶行为。讨论了变形温度、应变、应变速率与原始晶粒尺寸对其静态再结晶的影响。根据实验结果,建立了30Cr2Ni4MoV钢静态再结晶动力学模型以及静态再结晶晶粒尺寸模型。实验结果表明:间隔时间越长、变形温度越高、应变和应变速率越大,静态再结晶体积分数越大;变形温度越低、应变越大、原始晶粒尺寸越小,静态再结晶晶粒越细小。

AP1000汽轮机低压转子30Cr2Ni4MoV钢的组织及力学性能

采用化学成分和显微组织分析、室温和高温拉伸、硬度、冲击以及韧脆转变温度测试等方法,研究了30Cr2Ni4MoV钢低压转子不同位置的组织和力学性能.结果表明:低压转子不同位置的成分偏析较小,晶粒尺寸变化不大,拉伸强度和硬度比较均匀,但室温冲击性能、上平台能量和韧脆转变温度有所差别;与芯部相比,低压转子表面的室温冲击吸收能量和上平台能量高,韧脆转变温度低.

30Cr2Ni4MoV钢奥氏体晶核形成和长大行为

本文选取30Cr2Ni4MoV低压转子钢作为研究对象,利用光学显微镜对其非平衡组织重新加热到Ac1~Ac3+70℃温度区间的奥氏体晶核形成及长大过程进行了观察和分析。结果表明,在Ac1~Ac3+70℃的低温侧形成的奥氏体晶核以针状为主;中温区针状和球状两种奥氏体晶核并存;高温侧形成的奥氏体晶核以球状为主;奥氏体晶核在长大过程中,不仅针状奥氏体具有组织遗传效应,而且球状奥氏体在一定条件下也具有粗大组织遗传现象。

基于Procast软件模拟不同温度梯度条件下30Cr2Ni4MoV钢的凝固组织

30Cr2Ni4Mo V钢主要用于制造大型核电发电机转子,对晶粒大小的均匀程度要求较高。为研究其在凝固过程中不同温度边界条件下组织的生长规律,本文以通过建立不同温度梯度,实验模拟了大铸锭内部不同区域的组织。基于procast软件的CAFE模块,对实验模拟结果进行了数值仿真。数值模拟结果发现,当KGT模型中晶粒生长模型参数设置为a2=8.9×10-6、a3=4.5×10-6时,数值模拟结果与实验结果吻合较好,可以反映凝固组织中柱状晶和等轴晶的形貌与面积比。研究结果为预测大铸锭的凝固组织生长过程提供了有效依据。

长期服役后低压转子30Cr2Ni4MoV钢的性能研究

以1根长期服役的30Cr2Ni4MoV钢低压转子为例,通过显微组织分析、室温拉伸、高温拉伸和冲击以及韧脆性转变温度试验等方法研究了低压转子不同部位的显微组织和性能,并分析了低压转子强度和韧性变化的原因.结果表明:在低压转子电机端中心部位出现C、Cr、Ni和Mo等成分的偏析;转子不同部位的组织形态区别明显,服役时温度高的部位未发生明显的碳化物析出增多和颗粒粗化;转子不同部位的室温拉伸性能差别较大,服役时温度高的部位的拉伸强度未出现明显降低;转子外缘不同部位冲击韧性相同,但近中心孔不同部位的冲击韧性差别大;转子不同部位总冲击能量的区别主要表现为裂纹扩展能的差异,但裂纹形成能无明显区别;服役时转子高温部位的韧脆性转变温度升高;由于低压转子尺寸大,造成制造时不同部位的成分和显微组织的差别,这是导致不同部位性能差异的主要原因.

30Cr2Ni4MoV转子钢疲劳断裂性能研究

系统全面地介绍了国产低压转子钢30Cr2Ni4MoV不同温度的低周疲劳性能、裂纹扩展速率和断裂韧性,提出了可用于疲劳设计和安全性评价的疲劳断裂性能数据和相应的数学表达式。

Si含量对超超临界汽轮机转子钢30Cr2Ni4MoV组织和性能的影响

30Cr2Ni4MoV钢(%:0.15～0.16C、0.03～0.45Si、0.12～0.14Mn、0.005P、0.005～0.006S、1.62～1.72Cr、3.60～3.63Ni、0.52～0.53Mo、0.07V、≤0.005A1)由10kg真空感应炉冶炼,锻后经930℃空冷+900℃空冷+640℃空冷处理,再经850℃水淬+600℃回火调质处理。试验结果表明,当钢中的Si含量由0.03%增加至0.45%时,钢中马氏体量增加,晶粒更为粗大;钢的抗拉和屈服强度分别从922～936 MPa和868～873 MPa增至1015～1028 MPa和950～959 MPa,但平均冲击功由205 J降至154 J。

氮化温度对24Cr2Ni4MoV钢离子氮化显微组织的影响

为了提高24Cr2Ni4MoV钢零件的表面硬度和耐磨性,对24Cr2Ni4MoV钢进行了离子氮化工艺试验研究,应用光学显微镜和扫描电子显微镜等仪器对520,550,570℃共3个温度离子氮化试样的显微组织、氮化层深度、表面硬度、表面渗氮层脆性、脉状组织等进行了检测分析,并应用能谱仪对渗氮层中氮化物成分进行了分析。结果表明:24Cr2Ni4MoV钢具有良好的氮化效果,其最佳离子氮化温度为550℃;试样在550℃氮化后,不仅氮化层的各项性能均满足标准技术要求,而且提高了渗氮速率,缩短了渗氮时间。

20Cr2Ni4钢的渗碳工艺试验

20Cr2Ni4钢是一种高Cr、Ni渗碳合金钢,具有良好的淬透性、硬度和心部韧性。采用“渗碳+高温回火+二次加热淬火+低温回火”及“渗碳+直接淬火+冷处理+低温回火”两种工艺对20Cr2Ni4钢进行热处理,并从显微组织、渗层硬度梯度、表面及心部硬度、耐磨性与冲击性能等方面进行对比。结果表明:“渗碳+高温回火+二次加热淬火+低温回火”处理后的试样渗碳效果、表面硬度更好,“渗碳+直接淬火+冷处理+低温回火”处理后的试样则减少了淬火变形与表层氧化脱碳。

预氧化处理对20Cr2Ni4钢渗碳淬火工艺的影响

在渗碳热处理前增加预氧化工序,可以使产品的渗层更趋均匀,并适量提高渗速。本研究在不同预氧化温度和预氧化时间下对20Cr2Ni4钢进行预氧化,再进行“渗碳+直接淬火+冷处理+低温回火”热处理,检测不同工艺下所得试样的显微组织与性能,探究预氧化时间和温度对热处理试样的显微组织、硬度、渗碳层深度及耐磨性等相关性能的影响规律,从而确定最佳预氧化时间及温度。结果表明:预氧化并不会影响试样渗碳淬火后的组织,500℃预氧化60 min后热处理试样的渗碳层不均现象得到改善,其表面硬度、渗碳速度以及耐磨性亦有所提升。

正火时间对不同变形后30Cr2Ni4MoV钢晶粒度的影响

在实际生产中大锻件不同部位因变形不均匀而导致晶粒尺寸不一。为了探究这一现象,利用Gleeble-1500D热模拟试验机在1000℃、应变速率0.1 s^(-1)、变形量5%~55%时模拟了大型低压转子用30Cr2Ni4MV钢的变形过程,研究了其在随后正火过程中晶粒大小随保温时间的变化规律。结果表明,与未变形试样相比,经过相同正火的变形试样的晶粒得到明显细化。在900℃正火的初期,变形量小于35%时,晶粒尺寸随变形量的增加而减小;当变形超过35%后,变形量对晶粒尺寸影响不大,且随保温时间的延长,不同变形量变形后试样的晶粒均会持续长大,正火5 h可以消除变形量对试样晶粒度的影响。

电站大锻件转子钢25Cr2Ni4MoV疲劳门槛值的研究

讨论了疲劳门槛值ΔK_(th)作为一个设计准则或验收标准在电站大锻件上使用的重要性.但由于测试ΔK_(th)是一个费时耗资的实验,因此研究“冶金因素对转子钢疲劳门槛值的影响”意义在于累计数据、总结规律,找出适用于转子钢的经验公式,以便可以不用测试ΔK_(th),而从其它力学性能中求得。通过对25Cr2Ni4MoV 钢ΔK_(th)的测试研究,证明对于冶金质量较高的转子钢经过调质处理后,化学成份、冶金因素等对ΔK_(th)的影响是不明显的,可以用我们通过大量实验分析而总结出的经验公式初步估算:ΔK_(th)=10.3—0.0033σ_b(MPa m^(1/2))。

30Cr2Ni4MoV钢消除混晶的方法

采用金相显微镜分析技术,针对30Cr2Ni4MoV大型转子钢锻件多次正火难以消除混晶的问题,研究比较了目前消除混晶最常用的多次高温正火工艺与高温侧正火工艺。结果表明,原始晶粒度为1级的晶粒,经三次高温正火晶粒度能达到7级,但经两次高温侧正火晶粒度就可达到8级。30Cr2Ni4MoV钢只需两次790℃高温侧正火,就能阻断粗大组织遗传,消除混晶,并有效细化晶粒。