1Cr12Mo钢晶粒细化热处理工艺的研究

针对1Cr12Mo耐热钢调质热处理后晶粒粗大的问题进行晶粒细化热处理工艺的研究。提出了多种晶粒细化热处理工艺方法,并对其处理结果进行比较。指出该材料最佳的晶粒细化热处理工艺是:两次亚温淬火+高温回火工艺。

汽轮机叶片用1Cr12Mo钢成分与热处理工艺对冲击韧度的影响

1Cr12Mo钢属于马氏体不锈钢,被广泛用于汽轮机亚临界机组的低压叶片。该钢在生产过程中由于冶炼方法的不同其化学成分会在一定范围内变化。对大量生产和试验数据进行分析的结果表明,成分的波动和热处理工艺参数的变化对钢的冲击韧度都有重要的影响。

补焊修复12Cr12Mo钢叶片表层复合喷丸后的残余应力

对补焊修复的12Cr12Mo马氏体耐热钢燃气轮机叶片表面进行陶瓷丸+玻璃丸的复合喷丸处理,研究了复合喷丸对叶片表层不同位置处残余应力、显微组织以及硬度的影响。结果表明:复合喷丸后叶片表面各区域均引入较高水平的残余压应力场,其中补焊区残余应力的变化最明显,引入的残余压应力最大,由复合喷丸前的35~224 MPa范围拉应力变为-937~-884 MPa范围压应力;复合喷丸后,叶片表层的X射线衍射半高宽随距表面距离的增加而减小,补焊区表层的X射线衍射半高宽均高于热影响区和基体,说明随距表面距离的增加,组织变形程度减小,且补焊区组织形变最大,组织最细小;叶片表层的硬度随距表面距离的增加而降低,补焊区的表面硬度为621 HV,高于热影响区的482 HV和基体的431 HV。

1Cr12Mo钢坯表面缺陷的分析

钢坯表面所出现的条状沟槽是热酸溶解密集排列的Ｍｎ－Ｃｒ－Ｏ夹杂物的结果。推断了此种夹杂物产生的原因。

汽轮机叶片用1Cr12Mo钢的化学成分和热处理

比较了三家国内钢厂的汽轮机叶片用1Cr12Mo钢的化学成分。分析了该钢调质后力学性能不符合要求的原因。结果表明:要使1Cr12Mo钢获得较高的力学性能,应按技术要求合理控制该钢的化学成分。例如,调质后动叶片用电渣钢的力学性能优于静叶片用的电炉钢;Ni含量偏低会使该钢调质后δ-铁素体含量超标,从而导致力学性能不合格。根据有效的经验公式预测钢的组织,合理制订热处理工艺,出炉前抽验叶片的硬度,建立性能数据库等,是使1Cr12Mo钢叶片获得更好的热处理质量的有效措施。

淬火温度对12Cr12Mo钢的组织、力学性能及低周疲劳性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、布氏硬度计和电子万能试验机等研究了汽轮机叶片用12Cr12Mo钢经不同温度淬火及680℃回火处理后的显微组织及力学性能;并研究了其经不同工艺处理后的低周疲劳性能,建立了寿命预测模型。结果表明:随着淬火温度(940~1000℃)的升高,12Cr12Mo钢的奥氏体晶粒持续长大,马氏体板条宽度逐渐增大,更多的碳化物颗粒固溶于基体中,力学性能呈现先上升后下降的趋势;980℃淬火及680℃回火后12Cr12Mo钢的显微组织最好,进而其力学性能最佳、循环断裂次数最大、棘轮应变最小和低周疲劳性能最好;1000℃淬火及680℃回火后12Cr12Mo钢中含较多的δ-铁素体,导致其力学性能较差;当应力比R=0.1时,12Cr12Mo钢的低周疲劳寿命预测模型为:S_(eq)N_(f)^(0.0134)=495.5072。

12Cr2Mo1V钢凸台附加填充丝埋弧堆焊工艺研究

针对12Cr2Mo1V钢加氢反应器壳体凸台采用单丝埋弧焊进行堆焊、制造效率低的问题,研究了采用附加填充丝埋弧焊的焊接方法堆焊12Cr2Mo1V材质凸台本体的工艺可行性。研究结果表明,在12Cr2Mo1V钢上采用附加填充丝埋弧焊进行本体堆焊,焊接工艺性良好;其工艺评定试验的各项力学性能完全满足母材的要求,特别是-30℃夏比KV_(2)型缺口冲击试验冲击值均≥54 J,抗回火脆化倾向评定试验结果均满足v Tr54+3Δv Tr54≤0℃的要求。与单丝埋弧堆焊相比,两枪六丝附加填充丝埋弧堆焊凸台可提高生产效率200%~250%。该项工艺研究在满足加钒钢凸台性能的前提条件下,能极大缩短凸台制造周期、节能减排,为加氢反应器先进绿色制造的发展提供了新的制造手段。

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。

0Cr12Mn5Ni4Mo3Al冷轧钢带力学性能不合格原因分析

采用金相显微镜、显微维氏硬度计、扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪等检测分析设备,对0Cr12Mn5Ni4Mo3Al冷轧钢带力学性能不合格的原因进行分析。结果表明:在固溶过程中,氨气高温分解后形成的活性氮原子渗入0Cr12Mn5Ni4Mo3Al冷轧钢带表层,降低了0Cr12Mn5Ni4Mo3Al钢的马氏体转变温度,导致钢带表层的奥氏体无法转变为马氏体,大幅降低钢带的力学性能。

Cr12MoV钢激光表面淬火后的组织与耐磨性

研究了Cr12MoV钢经激光表面淬火处理后的显微组织及耐磨性。结果表明,该钢经激光表面淬火处理后得到淬火层、高温回火层和基体三层不同的组织。淬火层的品粒细小,由隐晶马氏体及弥散分布的碳化物和残留奥氏体组成;淬火层具有较强的抗塑性变形和抗粘着磨损能力。

温度和压力对1Cr12Mo钢汽轮机叶片微观组织的影响

为了研究服役条件下的汽轮机叶片的微观组织演化行为,利用X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电镜和透射电镜等手段详细表征了退役1Cr12Mo钢高压动叶片的微观组织结构,进而分析了不同温度和压力对微观组织的影响规律。试验结果表明,适当的应力能促进板条内部尤其是边界析出相弥散分布,维持细小组织特征;细小弥散的析出相能够延缓位错束集和位错胞亚晶的形成。位错胞亚晶的形成显著地降低位错密度;温度对马氏体及位错结构影响不大,但显著提高碳化物的长大速度。

临氢设备用12Cr2Mo1R厚钢板临界厚度研究

通过12Cr2Mo1R厚钢板空冷过程的埋偶试验和ABAQUS软件计算机模拟对比,确认ABAQUS软件可以模拟12Cr2Mo1R厚钢板的空冷过程。在此基础上,使用该软件模拟不同厚度下12Cr2Mo1R厚钢板芯部的冷却速度,结合其CCT曲线和工业生产工艺条件,确定临氢设备用12Cr2Mo1R厚钢板在正火后空冷条件下,使芯部能实现以贝氏体组织为主的厚钢板临界厚度为50mm。通过工业生产的50mm厚12Cr2Mo1R钢板组织和性能验证,证明所确定的临界厚度是安全的。

10Cr12Ni3Mo2VN马氏体耐热钢奥氏体晶粒长大行为

通过在不同加热温度和保温时间下等温奥氏体化,研究了10Cr12Ni3Mo2VN马氏体耐热钢奥氏体晶粒长大行为。结果表明:900~1150℃温度区间内,10Cr12Ni3Mo2VN马氏体耐热钢奥氏体晶粒尺寸随加热温度升高、保温时间延长而增大,且随保温时间延长,晶粒尺寸均匀性下降;由于碳氮化物在1100℃以上发生溶解,1100℃以上奥氏体晶粒发生粗化;1200~1280℃温度区间内,由于δ铁素体相的析出,10Cr12Ni3Mo2VN马氏体耐热钢奥氏体晶粒尺寸随加热温度升高而减小。拟合得到900~1150℃温度区间内10Cr12Ni3Mo2VN钢奥氏体晶粒生长模型为D=6.67×107×t0.303×exp(-1.81×105/RT)。

一种反应器用12Cr2Mo1钢的热变形行为及热加工图

以一种加氢反应器用钢12Cr2Mo1为研究对象,利用Gleeble-3800热/力模拟试验机,在变形温度850~1150℃、应变速率0.001~0.1 s^(-1)进行了真应变为0.8的热压缩。回归计算了考虑应变补偿的本构方程,建立了基于动态材料模型的热加工图,分析了热变形条件下的组织演化规律。结果表明,利用5次多项式回归计算得到的本构方程可用来预测不同应变下的流变应力;随着变形温度的升高和(或)应变速率的降低,动态再结晶水平增加;在1050℃和0.001 s^(-1)的热变形下,12Cr2Mo1钢可获得均匀的完全动态再结晶组织。

12Cr2Mo1R钢持久试验后的组织与性能

对模拟焊后热处理态12Cr2Mo1R钢在500℃条件下进行了持久试验,研究了试验前后钢的组织和硬度的变化。结果表明,试验前后钢的组织均以贝氏体为主,碳化物同由M3C、M2C、M7C3和M23C6组成,随着持久断裂时间的增加,试样中碳化物数量出现了波动,但均高于试验前,碳化物颗粒的平均尺寸先减小后升高。在持久断裂时间为2272 h时,试样中碳化物含量最高,颗粒平均尺寸最小。断后试样的硬度则先略微降低,后升高,并在持久断裂时间为2272 h时达到最高值,然后再次降低。与夹持段相比,试样的工作段在试验过程中因变形而析出更多的碳化物,试验结束后硬度的下降也较明显,且随持久断裂时间的增加,两段的碳化物含量、尺寸大小和硬度的变化规律基本一致。

六面锻造和超深冷处理对Cr12Mo1V钢耐磨性能的影响

研究六面锻造和液氮处理对Cr12Mo1V钢耐磨性能的影响.结果表明,六面锻造加余热淬火处理,使钢中碳化物级别降低1～2级,使钢的奥氏体晶粒度降低2级,从而提高了耐磨性.淬火后再经液氮处理,既降低残余奥氏体含量,提高硬度,又降低钢中残余应力,明显地提高了钢的耐磨性.

压力容器用12Cr2Mo1R钢150mm超厚板热处理对组织和性能的影响

试验用12Cr2Mo1R钢(/%:0.08C,0.07Si,0.45Mn,2.16Cr,0.95Mo,0.18Ni,0.14Cu,0.015A1,0.015Sn)经电弧炉-300 mm×2 000 mm电渣重熔扁坯轧制成150 mm厚板(开轧1 145℃,终轧850℃)。通过热模拟试验和温度场的有限元仿真得出12Cr2Mo1R钢的静态连续冷却转变(CCT)曲线和超厚板表面、厚度1/4处和1/2处(心部)的冷却温度曲线。热轧板经916℃226 min正火,698℃240 min回火后,钢板1/4厚度处为贝氏体+少量铁素体,1/2厚度处为贝氏体+铁素体,其力学性能-屈服强度464 MPa,抗拉强度585 MPa,伸长率22%,符合供货要求。

12Cr2Mo1R钢焊条电弧焊焊接接头的性能

采用焊条电弧焊工艺用奥氏体A302焊条对12Cr2Mo1R钢进行焊接,焊后对焊接接头进行425℃保温370h的热处理;对焊接接头进行了显微组织观察、能谱分析、物相测定和高温拉伸、冲击试验。结果表明:焊缝区组织为奥氏体、δ铁素体和少量碳化物;焊接接头高温拉伸屈服强度比母材的大,焊缝区的冲击功比母材的低;在焊缝区产生了少量脆性碳化物(M23C6型)和铁-铬新相,造成焊缝区的脆性比母材的增大。

时效处理温度对0Cr12Mn5Ni4Mo3Al钢力学性能的影响

对0Cr12Mn5Ni4Mo3Al钢进行固溶热处理,选定430℃、480℃、520℃、560℃、590℃共5个温度进行时效处理试验,探讨了时效处理温度对0Cr12Mn5Ni4Mo3Al钢的硬度和拉伸性能的影响规律,确定了制备某设备上的高压无扩口导管钢材的最佳固溶处理温度范围为1 000-1 050℃,最佳时效温度范围为480-520℃。

锻造变形方式对叶片钢1Cr12Ni2Mo2VN横向冲击韧性的影响

分析了常规锻造-拔长,镦粗-拔长,镦粗-拔长-镦粗-拔长,镦粗-换向拔长4种锻造方式对叶片钢1Cr12Ni2Mo2VN(%:0.10C,0.17Si,0.74Mn,0.014P,0.002S,11.8Cr,2.43Ni,1.65Mo,0.32V,0.035 2N)2.5t电渣锭锻造成Φ220 mm棒材横向冲击韧性的影响。结果表明,单道次大压下量的镦拔锻造及镦拔次数的增加可显著提高叶片钢的横向冲击韧性,2镦2拔后的棒材经1050℃1h油冷,660℃2h空冷后的横向冲击功为141 J,横纵向冲击值比可达90%以上,组织均匀,晶粒细化。