焊前和焊后调质处理下25Cr2Ni4MoV钢焊接接头的组织及性能

对比研究了焊前和焊后调质处理条件下25Cr2Ni4MoV钢焊接接头的显微组织、力学性能和耐腐蚀性能,调质处理工艺为920℃×1h油淬+580℃×2h回火,焊接工艺为手工焊条电弧焊。结果表明:焊前调质处理的接头焊缝组织为板条马氏体+δ-铁素体+M_(23)C_(6)碳化物,焊后调质处理使焊缝中的δ-铁素体溶解,形成了板条马氏体+回火索氏体+M_(23)C_(6)碳化物;焊后调质处理条件下,焊缝中的板条马氏体细小均匀,M_(23)C_(6)碳化物呈颗粒状分布于原奥氏体晶界和马氏体板条晶界处,焊缝的强度、冲击韧性和耐腐蚀性能均优于焊前调质处理的。

超大型核电转子用25Cr2Ni4MoV钢静态晶粒长大行为研究

研究了超大型核电转子用25Cr2Ni4MoV钢加热和保温过程中的静态晶粒长大规律,加热温度分别为1173、1273、1373、1423、1473和1523 K,保温时间分别为0、15、30、60、120和180 min。结果表明,与保温时间相比,温度对奥氏体晶粒长大的影响更加显著。120 min后晶粒尺寸达到一个稳定值。当温度大于1373 K时,晶粒生长速度较温度较低时更快。温度为1523 K,保温时间超过30 min时,晶粒尺寸大于1 mm。通过对实验结果进行回归分析,得到了奥氏体晶粒静态长大数学模型。模型预测结果和实验结果接近,证明模型精度较高。

大锻件用25Cr2Ni4MoV钢镦粗与拔长工艺分析

以25Cr2Ni4MoV钢大锻件的镦粗与拔长过程为研究对象,采用圆柱体单轴压缩试验得到了材料的真实应力-真实应变曲线,构建了材料的高温流变应力模型和加工图,并基于弹塑性有限元法建立了用于镦粗与拔长过程分析的有限元模型。通过对镦粗和拔长过程的数值仿真分析,获取了不同工艺条件下锻件内部典型节点的温度、应变和应变速率的工艺参数变化,确定了典型节点在加工图中的工艺参数位置,分析了镦粗和拔长过程的工艺稳定性,确定了合理的开坯锻造工艺。结果表明,镦粗过程采用1200℃的初始温度、50 mm·s^(-1)的压下速率,拔长过程采用方案2(3道次拔长+摔圆)有利于改善工件变形后的温度和变形均匀性,获得更大的耗散值,进而改善锻件组织,使材料表现出较好的塑性加工能力。

25Cr2Ni4MoV钢焊合过程孔洞缺陷愈合规律研究

以25Cr2Ni4MoV钢为研究对象,分析了不同压下率和变形温度对其焊合效率的影响。结果表明,变形温度为900℃时,孔洞完全焊合需要20%的额外宏观塑性变形,而变形温度为1 000℃时,则只需10%的额外宏观塑性变形。

低压转子用25Cr2Ni4MoV钢低温性能的研究

25Cr2Ni4MoV钢可进行调质处理和用于制作低压转子。对含0.25%C、1.62%Cr、3.75%Ni、0.33%Mo和0.09%V(质量分数),尺寸为Φ100mm×300mm的25Cr2Ni4MoV钢锻坯进行了860℃油淬和635℃回火处理以及610℃×8h空冷的稳定化处理。检测了钢的显微组织、室温力学性能及-50℃、-70℃、-90℃、-120℃、-160℃和-196℃的冲击韧度和冲击试样的断口形貌。结果表明:经调质处理的25Cr2Ni4MoV钢的组织为回火索氏体和少量残留奥氏体,力学性能符合要求;随着冲击试验温度的降低,冲击试样断口的剪切断裂的面积逐渐减少,解理断裂的面积逐渐扩大;在-196℃冲击试验的试样为明显的脆性断口;与调质态的相比,经过610℃稳定化处理的25Cr2Ni4MoV钢的力学性能和显微组织没有明显的变化,仍满足设计要求。

25Cr2Ni4MoV钢辊轴锻后热处理工艺研究

本文分析了25Cr2Ni4Mo V钢辊轴锻后热处理过程中较易出现的晶粒粗大、超声波探伤性差等问题。结合辊轴材质特点、结构尺寸、技术要求等改进了原有锻后热处理工艺。生产实践表明:改进的工艺能有效细化晶粒、避免了混晶及晶粒粗大问题,提高超声波探伤性,降低辊轴第二热处理风险,同时可缩短了生产周期,节能效果明显。

25Cr2Ni4MoV钢深孔钻削分析

25Cr2Ni4MoV合金钢广泛应用于大型发电机转子领域,通过对25Cr2Ni4MoV钢的深孔加工过程进行试验,研究出一种适用于高合金钢的深孔加工工艺,对我国发电机领域的研究有极大意义。主要针对不同的主轴转速、不同进给量下的切屑形状、排屑情况、加工系统稳定性进行详细研究。采用单因素实验法分2组进行实验,一组进给量设为定值改变主轴转速,另一组主轴转速设为定值改变进给量,得出适合25Cr2Ni4MoV钢的最佳切削条件,试验研究得出:25Cr2Ni4MoV钢最佳转速范围是140~200 r/min,最佳进给量范围是0.16~0.22 mm/r。

25Cr2Ni4MoV钢发电机转子化学成分内控的建议

本文针对25Cr2Ni4Mo V钢发电机转子化学成分进行了内控,重点分析我公司以往生产的此类发电机转子冶炼方式、化学成分、晶粒度、夹杂物、碳当量、性能结果、工艺参数进行总结、统计分析,拟定出合理的化学成分内控方案。并通过实际生产试验,摸索适当降低主要合金元素含量对电机转子产品质量是否有影响,最终有针对性制定了合理化学成分。结果表明该工艺方案在保证发电机转子各项性能指标合格的前提下明显降低了产品制造成本。

25Cr2Ni4MoV钢转子轴颈损伤修复工艺研究

汽轮发电机运行过程中,转子轴颈磨损拉伤的情况较为普遍,采用微弧冷焊技术可以实现对损伤部位的修复。针对25Cr2Ni4MoV材料转子,通过焊接工艺试验和试样性能检测,得到一种可靠的微弧冷焊工艺;并通过对焊缝无损检测标准和焊后尺寸恢复工艺的研究,形成了一套完善的轴颈损伤修复工艺方案。

25Cr2Ni4MoV钢锻造过程孔洞缺陷愈合规律研究

实测了核电转子用25Cr2Ni4MoV钢的高温应力应变曲线和热物性参数,基于ABAQUS软件建立了锻造过程孔洞闭合的有限元模型,模拟了不同温度和变形量下的孔洞闭合行为.研究发现,典型的孔洞闭合过程分为3个阶段,即闭合速率减小-增加-再次减小.模拟结果表明,900—1200℃时孔洞几乎在同一压下率(约25%)下闭合,即孔洞闭合对变形温度不敏感.在模拟结果的基础上,进一步设计了孔洞闭合后焊合过程的物理模拟实验,研究了恒应变速率(0.01s^(-1))下压下率(25%-45%)和变形温度(900-1200℃)对闭合孔洞焊合过程的影响.焊合界面的拉伸实验结果表明,较高的温度和闭合后持续的塑性变形能极大地促进闭合界面的焊合,当变形温度大于1000℃,压下率为35%时,闭合界面结合强度可达基体强度,孔洞实现完全焊合;当温度降至900℃时,孔洞需45%的压下率才能完全焊合.最后,基于拉伸断口的形貌,对影响孔洞焊合的因素进行了讨论.

2Cr12Ni4Mo3VNbN钢的冲击性能

将不同炉次的2Cr12Ni4Mo3VNbN钢锭锻造成ϕ220 mm棒材。对棒材进行1050℃保温1 h油淬、560℃回火2 h空冷和540℃回火2 h空冷。棒材的冲击试验表明,钢锭顶部和底部锻制的棒材冲击性能差异较大。为此,检测了由两炉次钢锭锻制的2Cr12Ni4Mo3VNbN钢棒材的冲击韧度、冲击断口形貌、化学成分、显微组织和析出相成分。结果表明:钢锭顶部和底部锻制的2Cr12Ni4Mo3VNbN钢棒材中一次MX型析出相的含量和分布不同,从而导致其冲击性能差异较大。

1Cr11Ni2W2MoV不锈钢气体渗氮工艺研究

研究了1Cr11Ni2W2MoV马氏体不锈钢气体渗氮工艺参数对试样尺寸变化的影响,讨论了固溶冷却介质对其钝化膜形成与气体渗氮的影响。通过光学显微镜、扫描电镜和X-ray衍射仪分析了渗氮层组织和物相,利用显微硬度计检测了其硬度,采用中性盐雾试验评价了钝化膜形成能力。结果表明:1Cr11Ni2W2MoV不锈钢固溶油淬时,其中性盐雾试验24h时发生表面锈蚀现象。在600℃×12h气体渗氮时,渗氮层由Fe_(2-3)N与Fe_(4)N相为主和少量CrN相组成,渗层硬度950HV0.1以上,渗层厚度≥260μm。采用固溶水淬时,中性盐雾试验72h未发现表面锈蚀现象,其渗层深≤10µm,表明固溶快速冷却有利于提升马氏体不锈钢表面钝化膜形成能力。

25Cr2Ni4MoV材料的真空直注工艺研究

25Cr2Ni4MoV真空直注工艺相较于中间包浇注工艺能避免钢液在浇注过程中接触大气,防止二次氧化,减少夹杂物的产生。本文在中间包浇注工艺基础上对真空直注工艺进行研究,通过温度、水口直径和吹氩压力的对比分析,确定了采用真空直注工艺时,控制浇注温度、浇注速度和钢液散流等关键参数与采用中间包浇注工艺时的差异。

25Cr2Ni4MoV钢大型锻件的组织与力学性能

石油机械高端材料25Cr2Ni4MoV钢大型锻件中心易出现混晶和粗晶组织,致使其力学性能波动较大。本文研究了消除25Cr2Ni4MoV钢混晶及粗晶组织的工艺。结果表明,25Cr2Ni4MoV钢的晶界遗传性严重程度高于其组织遗传性,即使原始奥氏体晶粒度为0级,也可以通过预处理加正火处理将其细化至6级,而通过锻造加合适的热处理可将其细化至9级,因而大大提高材料的强韧性。研究同时指出,要彻底消除25Cr2Ni4MoV钢的混晶组织及粗晶组织,关键在于控制好生产中的3个环节。

短时奥氏体化条件下25Cr2Ni4MoV钢的连续冷却相变动力学

采用DIL 805A/D/T多功能淬火膨胀仪,结合显微组织表征和硬度测试,研究了25Cr2Ni4MoV钢在短时奥氏体化条件下的连续冷却转变(CCT)动力学和组织演变规律。结果表明:在850℃短时奥氏体化条件下,连续冷却相变发生在450~150℃区间;当冷速大于2℃/s时得到的室温组织为马氏体,随着冷速降低,试样中出现贝氏体;当冷速小于0.5℃/s时其显微组织主要为贝氏体组织;随着冷速的进一步降低,当冷速为0.02℃/s时,除了贝氏体以外还有少量的马氏体/奥氏体岛和残留奥氏体。冷速从2℃/s降低至0.5℃/s时硬度变化较明显,这与组织中形成的马氏体与贝氏体的比例有关。由于短时奥氏体化条件下存在未溶解的碳化物,基体碳浓度较低,其Ms温度较高;贝氏体转变速率也较快,这可能与奥氏体的晶粒尺寸小和存在未溶碳化物有关。

25Cr2Ni4MoV钢在超高浓度盐酸溶液中的应力腐蚀行为研究

采用四点弯曲试样研究25Cr2Ni4MoV钢在超高浓度盐酸(20 mass%)中的应力腐蚀行为,得出缺口位置挠度随时间变化的关系曲线.结果表明,盐酸浓度的升高使25Cr2Ni4MoV钢的应力腐蚀寿命显著降低.应力腐蚀分可区为三个阶段:裂纹萌生、裂纹扩展与瞬间断裂.裂纹优先在晶界处萌生并扩展,应力的提高加速了应力腐蚀裂纹的萌生与扩展.

25Cr2Ni4MoV钢高温变形流变应力模型

超大型低压整体转子材料为25Cr2Ni4MoV钢,采用Gleeble-1500实验机对25Cr2Ni4MoV钢进行热模拟压缩实验,获得变形温度为900,1000,1100,1150,1200和1250℃,应变速率为0. 001,0. 005,0. 01,0. 05,0. 1和0. 5 s^(-1),压缩变形量为60%条件下的25Cr2Ni4MoV钢的真应力-真应变曲线。实验结果表明,温度相同时,随着应变速率增加,峰值应力增加;应变速率相同时,随着温度增加,峰值应力降低。在一定的变形条件下,高温流动应力-应变曲线呈现单峰型动态再结晶应力-应变曲线特征。采用Arrhenius双曲正弦模型拟合25Cr2Ni4MoV钢真应力-应变曲线,确定热变形激活能,建立25Cr2Ni4MoV钢高温本构模型。本文研究成果为超大型整体低压转子锻件数值模拟和工艺设计提供依据。

高强度30Cr2Ni4MoV钢低压转子锻件断裂韧性研究

断裂韧性是汽轮机转子设计、制造和安全性运行评估的关键材料数据之一。测试研究结果显示,汽轮机低压转子锻件用830 MPa强度等级30Cr2Ni4MoV钢在室温下的断裂韧性为264 MPa·√m。通过与其他强度等级的30Cr2Ni4MoV钢的断裂韧性数据进行对比分析,可见随着强度等级提高,30Cr2Ni4MoV钢的室温断裂韧性略有下降,但830 MPa强度等级钢的室温断裂韧性与常用的760 MPa等级基本处于同一水平,仍保持在较高值上。研究成果可为高强度30Cr2Ni4MoV钢低压转子锻件的设计制造提供参考。

步冷试验对核电低压转子30Cr2Ni4MoV钢组织及力学性能的影响

为了解决30Cr2Ni4MoV低压转子钢的长期时效脆化问题,采用化学成分和显微组织分析以及室温拉伸、硬度、冲击、韧脆转变温度测试等方法,研究了步冷试验对核电汽轮机30Cr2Ni4MoV低压转子钢组织及力学性能的影响。结果表明:步冷试验过程中,低压转子钢的晶粒长大,碳化物聚集粗化,导致其拉伸强度和硬度降低,室温冲击吸收能量降低,韧脆转变温度升高,但步冷试验后力学性能的下降并不明显,据此判断所研究的30Cr2Ni4MoV低压转子钢对时效脆化不敏感。

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))。