620℃汽轮机X13CrMoCoVNbNB9-2-1钢转子轴颈堆焊层性能分析

轴颈堆焊技术是制造620℃超超临界汽轮机的重要技术之一。采用埋弧焊方法在X13CrMoCoVNbNB9-2-1转子钢圆环试验件上堆焊1Cr-0.5Mo材料,进行去应力热处理;测定了距熔合线不同距离处堆焊层的化学成分,测试了拉伸、硬度、冲击、弯曲等性能,分析了焊接接头的金相组织。试验结果表明,随着距熔合线距离的增加,堆焊层中Cr元素的含量呈指数规律降低,在第四层降到1.5%左右;堆焊层的强度和硬度随着距熔合线距离的增加而下降,冲击吸收功则显著提高。焊接接头弯曲性能优良,焊接接头中各区域微观组织正常,具有良好的综合力学性能。本项技术可以应用于620℃汽轮机X13CrMoCoVNbNB9-2-1钢转子的轴颈堆焊。

超超临界机组转子COST-FB2钢630℃长期时效稳定性研究

以COST-FB2转子钢为研究对象,利用冲击试验、高温拉伸试验、硬度测试、扫描电镜、透射电镜及X射线衍射仪等测试方法研究了630℃长期时效中COST-FB2转子钢组织和性能的变化。结果表明:随着时效时间延长,冲击功、硬度和高温强度都呈下降趋势,冲击韧性在2000h后下降较为明显,后逐渐趋于稳定。硬度(HBW)总体处在较高水平(2479.4MPa),高温塑性未见明显变化。M_(23)C_(6)碳化物尺寸及含量有所增长,但未见明显粗化;Laves相尺寸增长更明显并在晶界处聚集,但未形成链状。Laves相的析出长大与聚集是导致冲击韧性下降的主要原因。研究结果认为630℃时效至5000 h COST-FB2钢能够保持较高的高温稳定性。

回火工艺对COST-FB2转子钢组织与性能的影响

利用OM、SEM和TEM等手段研究了回火工艺对COST-FB2转子钢的显微组织与力学性能的影响,结果表明:570℃一次回火后,马氏体板条内有杆状Fe_(3)C和细小颗粒状的MX,板条界有少量颗粒状碳化物析出;700℃二次回火后,板条内杆状Fe_(3)C和板条界上颗粒状碳化物消失或转变成M23C6型碳化物。经570℃一次回火,COST-FB2转子钢试样的强度较高,冲击功较低,再经700℃回火强度略有降低,冲击功增加。经不同温度的2次回火的调整,COST-FB2转子钢试样获得了较好的强韧性配合。

回火温度对COST-FB2转子钢析出相与力学性能的影响

为了调整COST-FB2转子钢的强韧性,采用OM、SEM和TEM等手段研究了回火温度对COST-FB2转子钢的析出相类型与力学性能的影响。结果表明,随着回火温度由350℃升高到750℃,试验钢的强度、硬度不断下降,塑性和冲击功上升;试验钢350℃和570℃回火后的高强低韧性可通过再次在700℃回火改善。淬火后COST-FB2转子钢中的残余奥氏体,可通过在570℃回火消除;在350℃和570℃回火后马氏体板条内部有大量针状的M_(3)C,700℃回火后的显微组织中M_(3)C消失,M_(23)C_(6)在原奥氏体晶界和马氏体板条界上析出,750℃回火后晶界上的M_(23)C_(6)有聚集粗化的现象,部分马氏体板条存在回复现象。