回火温度对中碳低合金钢ZG30Cr2SiMnMo显微组织、硬韧性及冲击磨料磨损性能的影响

研究了淬火后不同回火温度对中碳低合金耐磨钢ZG30Cr2SiMnMo的显微组织、硬韧性及冲击磨料磨损性能影响。结果表明:ZG30Cr2SiMnMo钢回火组织为回火马氏体;随回火温度的升高,ZG30Cr2SiMnMo钢的硬度和冲击韧度先升高后降低,250℃回火时最高硬度为52.4 HRC,冲击韧度最佳,V型缺口冲击试样的冲击吸收功为23 J;在冲击功为4.5 J时冲击磨料磨损条件下,随回火温度的升高,ZG30Cr2SiMnMo钢的耐磨性有下降趋势,350℃回火时耐磨性明显下降。ZG30Cr2SiMnMo钢具有较好的冲击磨料磨损性能,在200、250和300℃回火条件下其耐磨性与高锰钢(Mn13)接近,其主要磨损机制为疲劳剥落磨损和切削磨损。

ZG30Cr30Ni8Si2NRE耐热钢的抗氧化性研究

对ZG30Cr30Ni8Si2NRE耐热钢和 1Cr18Ni9 在 900℃和 1 100℃下进行抗氧化性试验研究,结果表明:试验后ZG30Cr30Ni8Si2NRE组织中碳化物颗粒变小,铁素体数量增多;ZG30Cr30Ni8Si2NRE在 900℃下完全抗氧化,在1 100℃下抗氧化,表面形成了保护性氧化膜,其抗氧化性能明显优于1Cr18Ni9的抗氧化性能。

ZG30Cr29Ni9Si2NRE耐热钢的高温抗氧化性研究

对ZG30Cr29Ni9Si2NRE耐热钢在900℃和1 100℃下进行高温抗氧化性试验,并用X-射线衍射法对氧化膜的结构进行分析。结果表明:该耐热钢在900℃下完全抗氧化,在1 100℃下抗氧化。氧化后期试样表面形成了保护性氧化膜,提高了材料的高温抗氧化性。

高温淬火处理对ZG30CrMn2Si2NiMo钢组织和性能的影响

研究了高温淬火热处理对ZG30CrMn2Si2NiMo组织和性能的影响,观察并测试了不同高温淬火处理钢的组织特征和力学性能。结果表明,ZG30CrMn2Si2NiMo铸态晶粒粗大,提高淬火温度可以细化组织,改善材料的力学性能,加热温度超过AC3之上200℃淬火,有明显的细化组织和晶粒作用,获得的组织为马氏体、贝氏体和奥氏体复相组织,并阐明了改善韧性和细化组织的原因。

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。

替打环用30Cr2Ni2Mo钢中低温回火性能研究

通过光学显微镜、拉伸试验、冲击试验等方法,研究了回火温度对替打环用30Cr2Ni2Mo钢组织和力学性能的影响。结果表明:在220~450℃区间回火,30Cr2Ni2Mo钢硬度由51.3HRC降至45.9HRC,屈服强度从1359MPa降至1299MPa,抗拉强度从1673MPa降至1492MPa,屈强比从0.81升高至0.87,冲击吸收能量整体走势几乎呈水平线,在250℃时出现高点值为31.7J。

30Cr2Ni4MoV钢的奥氏体化动力学

研究了30Cr2Ni4MoV低压转子用钢加热过程中的连续相变动力学与等温相变动力学。在测定该钢在0.008～20 K/s加热速率下奥氏体化膨胀曲线的基础上,运用Kissinger方法对实验数据进行基于非等温相变Johnson-Mehl-Avrami(J-M-A)模型的动力学分析,确定了模型中的参数:奥氏体化相变激活能Q约为2.367×106J/mol,J-M-A指数n约为0.2448,指前因子lnk0约为270.5。根据这些参数和J-M-A方程可进而获得等温奥氏体化相变动力学曲线。结果表明,非等温连续相变动力学曲线中包含等温相变动力学信息。对由于孕育期极短而难以准确测定的等温相变动力学曲线,从连续转变动力学数据抽取得到是一种可行而有效的方法。

低压转子钢30Cr2Ni4MoV动态再结晶行为研究

通过高温热力学模拟实验,研究了大型核电低压转子用钢——30Cr2Ni4MoV钢在850～1200℃、应变速率为0.01～1.00s-1变形条件下的高温变形行为,得到了该种钢在大型锻造件生产条件下的流动应力曲线。研究了发生动态再结晶的临界条件和显微组织,建立了30Cr2Ni4MoV钢的动态再结晶模型,初步确定了该种钢满足动态再结晶细化晶粒要求的合理锻造工艺区间。

30Cr2Ni4MOV钢多道次变形条件下的动态再结晶行为

汽轮机低压转子是大型核电机组的关键零部件,其主要用钢为30Cr2Ni4 MoV钢。文章通过高温热力学模拟实验,研究30Cr2Ni4 MoV钢在应变速率0.01s-1,温度1200℃～1150℃、1100℃～1050℃、1000℃～950℃双道次变形条件下的高温变形行为,得到30Cr2Ni4 MoV钢在大型锻造件生产中多道次变形条件下的流动应力曲线,以及动态再结晶的发生条件和组织控制规律。

AP1000汽轮机低压转子30Cr2Ni4MoV钢的组织及力学性能

采用化学成分和显微组织分析、室温和高温拉伸、硬度、冲击以及韧脆转变温度测试等方法,研究了30Cr2Ni4MoV钢低压转子不同位置的组织和力学性能.结果表明:低压转子不同位置的成分偏析较小,晶粒尺寸变化不大,拉伸强度和硬度比较均匀,但室温冲击性能、上平台能量和韧脆转变温度有所差别;与芯部相比,低压转子表面的室温冲击吸收能量和上平台能量高,韧脆转变温度低.

30Cr2Ni4MoV低压转子钢的静态再结晶行为

在Gleeble-1500D热模拟实验机上,使用双道次热压缩的方法,研究了30Cr2Ni4MoV低压转子钢在高温变形时的静态再结晶行为。讨论了变形温度、应变、应变速率与原始晶粒尺寸对其静态再结晶的影响。根据实验结果,建立了30Cr2Ni4MoV钢静态再结晶动力学模型以及静态再结晶晶粒尺寸模型。实验结果表明:间隔时间越长、变形温度越高、应变和应变速率越大,静态再结晶体积分数越大;变形温度越低、应变越大、原始晶粒尺寸越小,静态再结晶晶粒越细小。

30Cr3Si2Mn2NiNb钢中未溶相的热力学计算及分析

采用Thermo-Calc热力学软件模拟了30Cr3Si2Mn2NiNb钢奥氏体化时平衡相的演化规律以及非平衡态相的演化规律,研究了合金元素C,Mo,Nb和V对实验钢中未溶相的影响。通过SEM,XRD对30Cr3Si2Mn2NiNb钢淬火态组织进行实验观察及分析。结果表明：常规奥氏体化处理后,钢中未溶相主要有富Nb的MC相及富Mo的M6C相;当奥氏体化温度高于950℃时,M6C相完全溶解,MC相显著减少;30Cr3Si2Mn2NiNb钢适宜的奥氏体化温度为950~1000℃。计算结果指出,C,Nb抑制MC未溶相的溶解,V,Mo促进MC未溶相的溶解。

30Cr2Ni4MoV钢奥氏体晶核形成和长大行为

本文选取30Cr2Ni4MoV低压转子钢作为研究对象,利用光学显微镜对其非平衡组织重新加热到Ac1~Ac3+70℃温度区间的奥氏体晶核形成及长大过程进行了观察和分析。结果表明,在Ac1~Ac3+70℃的低温侧形成的奥氏体晶核以针状为主;中温区针状和球状两种奥氏体晶核并存;高温侧形成的奥氏体晶核以球状为主;奥氏体晶核在长大过程中,不仅针状奥氏体具有组织遗传效应,而且球状奥氏体在一定条件下也具有粗大组织遗传现象。

热处理对ZG42Cr2MnSiMoRE钢组织与性能的影响

研究ZG42Cr2MnSiMoRE铸钢不同热处理后的组织和性能，并进行扫描电镜分析、硬度分析、拉伸试验分析、冲击实验分析，优化出合理的热处理工艺方案。研究表明，经（910-960）℃×（4～5）h空冷＋（910-960）℃×（4～5）h淬火（油淬）＋（200-300）℃×（9～1O）h回火后，ZG42Cr2MnSiMoRE铸钢出现高硬度、高韧性值，是因为耐磨钢经多次相变晶粒度小、显微组织变细所致。

30Cr2Ni4MoV转子钢疲劳断裂性能研究

系统全面地介绍了国产低压转子钢30Cr2Ni4MoV不同温度的低周疲劳性能、裂纹扩展速率和断裂韧性,提出了可用于疲劳设计和安全性评价的疲劳断裂性能数据和相应的数学表达式。

长期服役后低压转子30Cr2Ni4MoV钢的性能研究

以1根长期服役的30Cr2Ni4MoV钢低压转子为例,通过显微组织分析、室温拉伸、高温拉伸和冲击以及韧脆性转变温度试验等方法研究了低压转子不同部位的显微组织和性能,并分析了低压转子强度和韧性变化的原因.结果表明:在低压转子电机端中心部位出现C、Cr、Ni和Mo等成分的偏析;转子不同部位的组织形态区别明显,服役时温度高的部位未发生明显的碳化物析出增多和颗粒粗化;转子不同部位的室温拉伸性能差别较大,服役时温度高的部位的拉伸强度未出现明显降低;转子外缘不同部位冲击韧性相同,但近中心孔不同部位的冲击韧性差别大;转子不同部位总冲击能量的区别主要表现为裂纹扩展能的差异,但裂纹形成能无明显区别;服役时转子高温部位的韧脆性转变温度升高;由于低压转子尺寸大,造成制造时不同部位的成分和显微组织的差别,这是导致不同部位性能差异的主要原因.

30Cr2MoV转子钢低周疲劳软化规律的研究

低周疲劳是汽轮机设计和运行中考虑的重点。针对国产 2 0 0 MW机组汽轮机转子上广泛使用的 30 Cr2 Mo V钢材料进行了常温和高温 550℃下应变控制低周疲劳试验。在试验的基础上得到了该材料的低周疲劳特性参数、循环应力 -应变曲线和具有95%置信度 ,误差限为 5%的应变 -寿命曲线 。

30CrMnSiNi2A和GC4(40CrMnSiMoVA)钢裂纹扩展性能比较分析研究

在分析30CrMnSiNi2A和GC4力学性能的基础上,在相同裂纹长度条件下,对两种材料的裂纹扩展寿命和裂纹扩展速率的统计特性进行了统计研究。经比较分析后认为,由于30CrMnSiNi2A钢的裂纹扩展速率较慢,故裂纹扩展寿命较长,但由于其分散性较大,在裂纹长度较大时,99.9%的安全寿命尽管仍比GC4钢大,但两者已很接近。

Si含量对超超临界汽轮机转子钢30Cr2Ni4MoV组织和性能的影响

30Cr2Ni4MoV钢(%:0.15～0.16C、0.03～0.45Si、0.12～0.14Mn、0.005P、0.005～0.006S、1.62～1.72Cr、3.60～3.63Ni、0.52～0.53Mo、0.07V、≤0.005A1)由10kg真空感应炉冶炼,锻后经930℃空冷+900℃空冷+640℃空冷处理,再经850℃水淬+600℃回火调质处理。试验结果表明,当钢中的Si含量由0.03%增加至0.45%时,钢中马氏体量增加,晶粒更为粗大;钢的抗拉和屈服强度分别从922～936 MPa和868～873 MPa增至1015～1028 MPa和950～959 MPa,但平均冲击功由205 J降至154 J。