电机螺杆用Mn12Cr18NiSiN钢试验研究与生产试制

本文通过试验对60万kW发电机穿心螺杆用Mn12Cr18NiSiN钢性能有了比较全面的了解,并着重研究了不同拔制量冷变形情况下对性能、导磁率的影响。在此基础上制定生产工艺方案及各工序工艺要点,进行了批量生产试制,效果很好。

26Cr18Mn12Si2N奥氏体耐热不锈钢早期失效分析

就26Cr18Mn12Si2N奥氏体耐热不锈钢制传送带链板使用中出现裂纹,发生早期失效的现象,进行了原因分析。结果表明,固溶处理效果欠佳或锻后冷却不足,将导致固溶碳化物晶界大量析出聚集,材料塑韧性降低,高温使用中在不大的荷载下易产生裂纹而失效。

电机螺杆用钢Mn12Cr18NiSiN试验研究及生产试制

对60万kW发电机穿心螺杆用钢Mn12Cr18NiSiN性能水平做了比较全面的阐述,并着重说明了不同拔制量情况下冷变形对性能、导磁率的影响。在此基础上制定生产工艺方案进行了批量生产试制,实践证明效果很好。

AOD法冶炼护环用奥氏体不锈钢1Mn18Cr18N

通过对1Mn18Cr18N护环钢中氮的溶解度进行热力学计算分析,发现增加钢水中Cr、Mn的含量,能够显著提高氮的溶解度。同时,随着钢水温度的降低,氮的溶解度也会提高。阐述了采用非真空感应炉和电弧炉、AOD与LF精炼等冶炼工艺生产1Mn18Cr18N护环钢的过程,并利用底吹氮气进行合金化处理,缩短了生产时间,同时成分控制也相当稳定。在使用AOD精炼底吹氮气进行合金化时,钢水中氮含量可达到0.547%,氮的溶解度趋于饱和。LF精炼过程在使用氮气底吹和含氮合金的情况下,钢中氮含量可达0.68%。

Mn18Cr18N加压冶炼的氮含量精准控制工艺分析与实验

高氮不锈钢中氮含量的精准控制是生产关键控制要素。以Mn18Cr18N高氮钢为研究对象,利用冶金学原理、Factsage热力学软件及热态实验与检测分析等方法,对加压感应熔炼过程钢种成分、温度及氮气压力与氮含量控制的关系进行研究。结果表明,基于理论数据的“成分-温度-压力”关系方程可信度高,3炉实验的氮气压力理论值、预测值与实际控制值吻合度良好。热态实验验证发现,Mn和Cr含量不变时,依靠提高氮分压可以提高钢锭中N含量,但是w[N]达到约1%时,通过提高氮分压增加氮含量的效果降低。Mn或Cr含量低时,可以通过提高氮分压达到提高氮含量的目的。降低钢中C和Si含量有利于钢中高氮含量的合金化及稳定控制。当需要控制Mn18Cr19N钢中的w[N]≥0.8%时,宜控制加压炉熔炼温度在1500~1550℃,氮气压力在0.225~0.325 MPa。

Mn18Cr18N钢热成形晶粒变化的模拟研究

运用热耦合刚粘塑性有限元微观模拟技术，对Ｍｎ１８Ｃｒ１８Ｎ钢护环扩挤复合热成形和冷却过程进行了计算机模拟．得到了热力参数的分布状况和内部晶粒度变化的规律，当空冷约２１０ｓ时护环内晶粒可达细匀化．这为实现护环的控制锻造与控制冷却。

18Mn－18Cr－0．5N奥氏体钢热变形行为

用热扭转试验及定量金相法研究了１８Ｍｎ－１８Ｃｒ－０．５Ｎ钢热变形条件下的力学行为和动态组织变化。获得了１８Ｍｎ－１８Ｃｒ－０．５Ｎ钢的形变激活能及峰值应力（σ＿ｐ），峰值应变（ε＿ｐ）和动态再结晶晶粒尺寸（ｄ）与Ｚｅｎｅｔ－Ｈｏｌｌｏｍｏｎ参数Ｚ之间的关系式。研究了变形温度和应变速率对１８Ｍｎ－１８Ｃｒ－０．５Ｎ钢热加工延性的影响。

Mn18Cr18N护环钢多火次锻造微观组织演变及模拟

为研究多火次锻造过程微观组织演变规律,文章采用Gleeble-1500D热模拟试验机进行动态、静态和亚动态再结晶试验,获得动态、静态和亚动态再结晶模型;采用热处理炉进行晶粒长大实验,得到晶粒长大模型;将模型导入有限元软件DEFORM-2D,对其进行微观组织模拟,并进行同条件的锻造试验验证。结果表明,数值模拟与试验结果吻合较好。说明该文使用的微观组织模拟系统,能够用于预测Mn18Cr18N钢护环多火次热变形的微观组织演变规律,为实际护环生产工艺优化提供参考。

氮对Mn18Cr18N护环钢高温力学性能的影响

护环是汽轮发电机的重要部件.用Gleeble-1500热模拟试验机研究了成分(%)为:(1) 0.53C-16.98Mn-3.17Cr,(2) 0.12C-19.57Mn-19.27Cr-0.60N和(3) 0.06C-18.58Mn-19.15Cr-0.69N 3种护环钢在800～1 200 ℃的高温变形应力-应变曲线以及含N护环钢的高温塑性-断面收缩率.结果表明,随钢中氮含量的增加,动态再结晶需要的临界变形量越大,相应的变形抗力逐渐增大;含N钢在1 050 ℃塑性最大,高温塑性随钢中氮含量的增加而减小,因此改善变形方式以提高工艺塑性是防止热裂,提高护环质量的有效途径.

Mn18Cr18N护环钢静态再结晶组织及模型

在Gleeble-1500D热模拟机上,采用双道次热压缩试验研究Mn18Cr18N护环钢高温变形后不同停留时间内的静态软化行为,分析热变形温度、应变速率、变形程度以及初始奥氏体晶粒对静态再结晶行为的影响.通过应力补偿法计算静态再结晶软化率,并结合金相组织作了修正.建立其静态再结晶动力学模型,获得静态再结晶激活能249.3 k J/mol.研究表明:Mn18Cr18N钢静态再结晶软化曲线呈"S"形,符合Avrami方程.静态再结晶体积分数随着停留时间延长而增加,热变形温度越高,静态再结晶分数越大,而在较低温度和较小变形程度时,孕育时间较长,主要发生静态回复,将静态再结晶动力学模型的预测结果与实测值进行比较,二者吻合较好,为护环钢后续热镦粗工艺模拟提供更为详尽的模型.

1Mn18Cr18N钢护环裂纹性质和材质状态分析

采用光学金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱仪(EDS)分析了某电厂300MW发电机运行5万多小时的1Mn18Cr18N钢护环的裂纹性质,并对护环进行了力学性能试验,结果表明护环的材质状态良好,护环开裂系由氯离子引起的应力腐蚀所致。

Mn18Cr18N护环钢的动态再结晶行为及功率耗散图

为了控制Mn18Cr18N护环钢热锻后的组织和性能,通过热模拟压缩试验研究了该钢在900～1 200℃、应变速率为0.001～0.1 s-1和初始晶粒尺寸为48～230μm条件下的动态再结晶行为,建立了双曲本构模型,结合双曲本构模型和动态材料模型构建了热加工功率耗散图;通过功率耗散图和微观组织对锻造过程变形温度和应变速率进行了分析。结果表明:当变形温度不高于1 100℃时,随着应变速率的降低和温度的升高,功率耗散率ηJ逐渐增大;当温度高于1 100℃后规律相反;当ηJ不小于0.2时,该钢可获得均匀细化的完全动态再结晶组织。

长时高温运行后1Cr18Ni12Ti奥氏体钢组织变化

采用金相显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪对1Cr18Ni12Ti奥氏体不锈钢管断口和显微组织中的析出相进行了分析,研究了导致材料脆化的原因、晶界和晶内析出相的结构以及析出相对材料性能的影响。结果表明,1Cr18Ni12Ti奥氏体不锈钢脆化是由于材料发生过时效,组织结构发生劣化的结果,主要表现为晶界出现连续和封闭的碳化物析出相,晶内析出针状σ相。这种组织结构的出现一方面阻止位错的运动和破坏变形的连续性,也使晶界附近组织贫铬化,导致材料的韧性、抗氧化和腐蚀性、甚至强度和高温持久性能下降。

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℃。

1Mn18Cr18N护环钢高温低周疲劳特性研究

为了研究超超临界汽轮发电机护环钢1Mn18Cr18N在工作温度100℃的低周疲劳特性,本文采用应变控制法对其进行温度为100℃下的低周疲劳试验,并对试验结果进行分析讨论。拟合出循环应力应变曲线和应变寿命曲线,得到了护环钢1Mn18Cr18N在100℃时的低周疲劳特性参数,包括Rambeg-Osgood参数和Manson-Coffin公式,推导出该材料的转变寿命NT。结果表明:1Mn18Cr18N护环钢低周疲劳特性表现为循环软化,循环软化程度随应变幅值的增加而增大,软化速率随应力下降幅值增加而增大;1Mn18Cr18N护环钢的过渡寿命为2177周次,小于2177周次时,塑性应变高于弹性应变成为影响疲劳断裂的主要因素,大于2177周次时,弹性应变主导疲劳断裂。

Mn18Cr18N护环钢多火次热锻过程中晶粒的长大规律

针对Mn18Cr18N钢护环锻件多火次锻造后晶粒易长大的问题,研究了不同加热条件对其晶粒尺寸的影响,同时进行了二火次小试样锻造验证。结果表明:锻件的晶粒尺寸具有一定的遗传性,当再加热温度为1 100℃、保温5 h以内,或者在1 050℃长时间再加热的情况下,均未发生晶粒明显长大现象;该钢晶粒长大模型为D_t^(5.9)—D_0^(5.9)=2.2×10^(26)exp(-486809/RT)·t。

温度、应变率和晶粒对Mn18Cr18N钢高温塑性的影响

通过拉伸热模拟试验研究了温度、应变率和晶粒尺寸对Mn18Cr18N高氮奥氏体不锈钢高温塑性的影响。结果表明：在800℃~1 200℃温度范围内,Mn18Cr18N高氮奥氏体不锈钢的塑性随温度升高而升高,1 200℃时达到最好,然后开始下降;应变率通过再结晶的作用而影响塑性;当温度低于1100℃时,细晶粒尺寸材料的塑性优于粗晶粒尺寸,而温度高于1 100℃时中等晶粒尺寸材料塑性最好。

18Mn12Cr18Ni2N钢船用尾轴的生产试制

通过试制18Mn12Cr18Ni2N钢船用尾轴,确定了该产品的制造工艺:电炉冶炼+电渣重熔,始锻温度1 120℃,终锻温度950℃,初始压下量小于30 mm。

电炉—精炼炉双联法冶炼1Mn18Cr18N护环钢

阐述了采用电炉与钢包炉双联、真空精炼、大气下注的工艺生产300MW发电机护环用钢的生产过程,并着重讨论了高Mn、高Cr时N的溶解度和真空下Mn的行为,以及生产方案的可行性及相应的措施。