退火工艺对Cr12Mo1V1钢组织及硬度与切削性能的影响

试验室研究了Cr12Mo1V1钢的退火工艺,讨论了加热温度、保温时间、等温温度对显微组织和硬度的影响,并进行了不同退火硬度对切削性能的影响试验。试验结果表明:随着加热温度的升高、保温时间的延长和等温温度的提高,显微组织中粒状珠光体的碳化物数量减少、由成堆分布的质点转变成均匀分布的球状,同时硬度逐渐降低,切削性能也逐渐改善,最佳工艺为890℃加热后830℃等温退火。在工业化生产中对大尺寸钢材的应用效果较好,硬度202~214HB,切削后表面粗糙度值1.452~1.519μm。

Cr12Mo1V1钢表面激光熔覆Fe基合金熔覆层组织与性能的研究

选用Cr12Mo1V1钢作为基体材料,Fe基合金粉末为熔覆材料,以同步送粉的方式在基体表面进行激光熔覆实验。利用金相显微镜、扫描电镜、显微硬度计和摩擦磨损实验机等分析熔覆层的显微组织和性能。结果表明:熔覆层和基体结合处出现了一道明亮区,底部大多由胞状晶组成,熔覆层中部出现较多的树枝晶和粗大的柱状晶,熔覆层顶部出现较多的等轴晶。测得基体的平均硬度为241.78 HV0.2,熔覆层的平均硬度为493.22 HV0.2,熔覆层的硬度为基体的2.04倍,表明熔覆层的硬度比基体明显提升。基体的平均摩擦系数为0.456,而熔覆层的平均摩擦系数为0.375,比基体的略有减小。

20Cr1Mo1V1钢的分级时效工艺研究

研究了 2 0Cr1Mo1V1钢的强韧化工艺。所优化出的分级时效工艺能使其强度和韧性达到质保书的要求。

Cr12Mo1V1钢真空热处理

叙述了Cr12Mo1V1钢的入库检验方法,并详细介绍了Cr12Mo1V1钢的真空热处工艺。

Cr12Mo1V1钢电连接压接模具失效的试验与仿真

针对某型Cr12Mo1V1钢电连接压接模具在服役200次后发生脆性断裂的现象,采用5M1E的失效分析方法,结合Cr12Mo1V1冷作模具钢特性,采用扫描电镜、直读光谱仪、洛氏硬度计、金相显微镜等对Cr12Mo1V1钢电连接压接模具的宏观断口形貌、材料成分、力学性能和显微组织进行分析检测,并借助Deform软件对电连接压接模具的压接过程进行仿真模拟。结果表明:电连接压接模具的材料成分不达标、强度过低以及内部共晶碳化物不均匀、碳化物尺寸超标是导致模具短寿命和脆性断裂的根本原因。此外,模具止裂槽、圆孔位置等分布不合理,导致模具在挤压过程中出现应力集中,是模具发生脆性断裂失效的主要原因。最后,从模具原材料、热处理、锻造工艺以及模具结构设计等方面提出了电连接压接模具的延寿措施。

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。

某电厂中压调速汽门2Cr12NiMo1W1V钢门杆断裂原因

某电厂中压调速汽门2Cr12NiMo1W1V钢门杆在运行过程中发生断裂现象。采用宏观观察、化学成分分析、力学性能测试、金相检验、扫描电镜和能谱分析等方法对门杆断裂原因进行分析。结果表明:门杆断裂起源于漏气平衡孔壁处,该位置在渗氮过程中未做防渗氮保护,渗氮后材料脆性增强,进一步加剧了应力集中,在交变载荷的作用下材料形成微裂纹,并逐渐扩展至基体,最终导致门杆断裂;门杆的断后伸长率、冲击吸收能量偏低,强度偏高,韧性较差,在一定程度上加速了裂纹的扩展,缩短了门杆的使用寿命。

2.25Cr-1Mo-0.25V钢上国产焊材单层带极堆焊工艺研究

以往国内2.25Cr-1Mo-0.25V钢加氢反应器均采用双层带极堆焊技术,且绝大部分要求为进口焊材,这种技术制造周期长、成本高。而单层带极堆焊因其显著的优势(周期短、成本低),在国外广泛应用。本文对2.25Cr-1Mo-0.25V钢上国产焊材单层带极堆焊进行研究,在2.25Cr-1Mo-0.25V钢上采用国产TP.309LNb堆焊材料进行单层堆焊试验。试验数据表明,国产单层堆焊焊材堆焊后各项指标均满足2.25Cr-1Mo-0.25V钢加氢反应器设备制造要求,且与同类进口焊材水平相当,个别指标甚至更优。

钆对5Cr5MoSiV1钢组织和性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及能谱分析(EDS)等手段,研究了不同含量的钆(Gd)对5Cr5MoSiV1钢微观组织和力学性能的影响。结果表明,Gd能够明显细化实验钢晶粒,消除偏析现象,提高实验钢的回火稳定性,使实验钢微观组织由回火索氏体向回火托氏体和回火马氏体转变;能够明显提升实验钢的硬度、抗拉强度及延伸率;使拉伸试样断口从解理及沿晶断裂向准解理断裂转变。Gd含量为0.131%(质量分数)时实验钢的变质效果较佳。

2.25Cr-1Mo-0.25V钢148 mm厚板尾部分层缺陷分析及控制工艺

采用扫描电镜及电子探针对55 t钢锭成材148 mm厚2.25Cr-1Mo-0.25V钢板尾部分层缺陷进行观察分析,结果表明:分层缺陷是由于模铸保护渣卷入钢液造成的。为减少钢板尾部分层缺陷,对冶炼工艺进行优化,精炼过程中采用碳粉、电石及1.2~2.0 kg/t钢Al线复合脱氧工艺,真空后软吹12~14 min,采用高粘度、低熔点、高熔速及膨胀系数较大的模铸保护渣。优化工艺后,钢板尾部分层缺陷出现概率分别为11.3%、9.6%、6.9%,分层缺陷导致钢板废品率由原8.1%降至1.7%。

Cr12Mo1V1钢组织的高温转变行为

使用高温金相技术观察研究了Cr12Mo1V1模具钢加热至950和1 200℃的升温过程、保温过程和冷却过程中的组织转变和碳化物溶解情况。试验结果表明,升温过程中,铁素体组织会呈现黑色,随着温度升高,会发生铁素体向奥氏体转变,在高温金相中表现为黑色组织向灰白色组织转变;保温过程中,将会发生碳化物明显溶解现象,在高温金相中,碳化物溶解呈现黑色颗粒尺寸逐渐增大,数量逐渐减少的现象,大颗粒共晶碳化物将会发生溶断和粒化;冷却过程中会发生马氏体转变,随着奥氏体化温度的升高,马氏体的结构会更细。

不同截面尺寸Cr8Mo2SiV和Cr12Mo1V1钢的组织与性能

对不同截面尺寸Cr8Mo2SiV和Cr12Mo1V1冷作模具钢的组织,共晶碳化物尺寸及不均匀度,冲击性能进行了研究。结果表明,Cr8Mo2SiV钢和Cr12Mo1V1钢退火组织均为球状珠光体上分布着碳化物;随热轧截面尺寸的增大,碳化物尺寸变大,分布均匀性变差。适当减小试验钢的截面尺寸,能够显著减小共晶碳化物的尺寸并改善其分布不均度,提高材料的冲击性能。

30Cr1Mo1V转子钢蠕变-疲劳交互作用的实验研究

对30Cr1Mo1V转子钢进行了应变保持的蠕变-疲劳交互作用试验,试验温度为540℃和565℃,应变幅为0.6%～1.2%,拉压对称梯形波,保持时间为10s,20s,60s.对该材料蠕变-疲劳交互作用下的应力松弛现象及应变-寿命规律进行了研究.实验结果表明,随着控制应变幅的增加,第1、3阶段比例均呈增加趋势,第2阶段的比例呈现减小趋势;以应力下降比率作为参考变量,在整个寿命周期内,拉应力松弛与压应力松弛基本一致,应力下降比率基本相同.给出了基于应变范围划分法和基于频率修正的Coffin-Manson公式的寿命方程.从实验结果来看,将30Cr1Mo1V转子钢的使用温度提高到565℃是可行的.

20Cr1Mo1V钢CCT曲线的测定与分析

在Gleeble-3800热模拟机上测定了20CrlMolV钢以不同冷却速度连续冷却时的膨胀曲线，结合金相一硬度法获得了该钢的连续冷却转变曲线（动态CCT曲线）。根据测得的CCT曲线，分析以不同冷却速度连续转变时的组织转变；阐明冷却速度与组织的演变以及硬度变化的关系。结果表明：当冷却速度为10～25℃／s时，获得贝氏体；动态CCT曲线的测定为生产实践和新工艺的制定提供了参考。

汽轮机转子30Cr1Mo1V钢长期服役状态下的高温疲劳行为

研究了已服役16年的汽轮机30Cr1Mo1V高中压转子钢的高温疲劳性能。选取高应力段、高温段和中压段等3个典型部位切向样品进行538℃条件下的低周疲劳性能和疲劳裂纹扩展速率性能比较试验,试验结果表明,高温段的疲劳性能劣化最严重,高应力段次之。相应的微观结构观察发现,30Cr1Mo1V转子钢原始的回火索氏体组织发生了明显的分解,这一现象在高温和高应力段材料中表现更为明显,碳化物粗化或球化严重,晶界碳化物呈连续链状分布,在高温段的晶界处还发现了少量的蠕变孔洞,这些微观结构现象应是材料性能退化的原因。

热处理对25Cr2NiMo1V钢疲劳特性的影响

对商用25Cr2NiMo1V钢进行了955℃淬火+665℃回火的高压端热处理(HP)和900℃淬火+625℃回火的低压端热处理(LP).通过疲劳实验测定了HP与LP试样疲劳门槛值和疲劳裂纹扩展速率.结果表明,在门槛值区,HP试样门槛值高于LP试样,而其裂纹扩展速率却低于LP试样,HP试样抵抗疲劳裂纹扩展能力高于LP试样.材料抗疲劳裂纹扩展能力的不同是由裂纹的闭合引起的,表面粗糙度诱发裂纹闭合为主要因素.HP试样中回火贝氏体的紧密分布,原始奥氏体晶粒较大以及LP试样中回火马氏体抵抗裂纹扩展能力相对较弱使HP试样中粗糙度诱发裂纹的闭合程度大于LP试样.在Paris区.HP与LP试样的扩展速率相近,裂纹扩展速率对材料微观组织和应力比的影响不敏感.

30Cr1Mo1V钢高温低周疲劳中的软化特性

软化是高温长期运行部件的主要特征,软化意味着材料性能的降低。为了探讨软化对材料低周疲劳特性的影响,对30Cr1Mo1V转子钢进行了应变控制中断低周疲劳试验。试验温度为540℃和565℃,应变幅为0.2%～1.0%,采用拉压对称三角波。基于试验结果,建立了疲劳损伤与低周疲劳寿命之间的关系。通过对试验试样的维氏硬度进行检测,得到了带有硬度修正的低周疲劳应变-寿命修正公式,并对修正公式的有效性进行了检验。结果表明,硬度修正公式在循环寿命小于0.5倍寿命分数时有效,而在循环寿命大于0.5倍时,则存在高估剩余寿命的危险。在同一硬度下,对不同温度和应变,损伤是不同的,应变越小,损伤越大;温度越高,损伤越小。

加载速率对30Cr1Mo1V汽轮机转子钢低周疲劳特性的影响

以30Cr1Mo1V汽轮机转子钢为研究材料,选取0.1%/s、0.3%/s和0.5%/s的加载速率,采用控制总应变的方法,在RDL 05电子蠕变疲劳试验机上研究了加载速率对材料低周疲劳特性的影响.同时,还提出在538℃下加载速率对30Cr1Mo1V汽轮机转子钢应力和低周疲劳寿命影响的关系式以及低周疲劳寿命与总应变幅值的关系式.结果表明:在538℃时,随着加载速率的提高,转子钢循环应力增大,低周疲劳寿命延长;在同一应变下,加载速率越大,所对应的应力幅值越大;随着应变幅值的增大,应力增大,低周疲劳寿命缩短.

长期服役对30Cr1Mo1V钢疲劳断裂性能和组织的影响

研究了服役16年的汽轮机30Cr1Mo1V高中压转子钢的组织结构与疲劳断裂性能。选取转子高应力段、高温段和中压段等3个典型部位的平面应变断裂韧性和疲劳裂纹扩展速率性能比较试验。结果表明,高温段的性能劣化最严重,高应力段次之。微观组织观察表明30Cr1Mo1V钢原始的回火索氏体组织发生了明显的分解,碳化物球化,晶界碳化物粗化严重,在高温段的晶界处发现了少量的蠕变孔洞,这些现象可能是材料力学性能退化的组织结构原因。可见,因工作温度和应力差异,转子不同部位性能下降和组织结构退化状态出现明显分化,温度影响最明显。

超临界汽轮机中压调速汽阀2Cr12NiMo1W1V钢阀杆断裂原因分析

通过宏观形貌分析、化学成分分析、力学性能测试、光学显微镜以及扫描电镜分析等方法对某超临界汽轮机中压调速汽阀2Cr12NiMo1W1V钢阀杆断裂原因进行了分析。结果表明:阀杆断裂的主要原因是其表面的渗氮层脆性超标,运行中当阀杆和与其紧密配合的阀碟发生挤压摩擦时,便会在应力集中的排汽孔处的渗氮层形成裂纹源,并在载荷作用下穿透渗氮层扩展至基体进而引发阀杆断裂;阀杆材料长期在超过其许用温度的环境下使用,造成蠕变老化,同时材料硬度偏高、塑性和韧性储备不足,都在一定程度上加速了裂纹的扩展,缩短了阀杆的使用寿命。