Abstract: Ang impluwensya sa lainlaing mga proseso sa pagtambal sa kainit sa paghimo sa materyal nga ZG06Cr13Ni4Mo gitun-an. Ang pagsulay nagpakita nga human sa init nga pagtambal sa 1 010 ℃ normalizing + 605 ℃ panguna nga tempering + 580 ℃ secondary tempering, ang materyal makaabot sa labing maayo nga performance index. Ang istruktura niini mao ang low-carbon martensite + reverse transformation austenite, nga adunay taas nga kusog, ubos nga temperatura nga katig-a ug angay nga katig-a. Kini nagtagbo sa mga kinahanglanon sa performance sa produkto sa paggamit sa dako nga blade casting heat treatment production.
Keyword: ZG06Cr13NI4Mo; martensitic stainless steel; sulab
Ang dagkong mga blades maoy importanteng bahin sa hydropower turbines. Ang mga kondisyon sa serbisyo sa mga bahin medyo mapintas, ug sila gipailalom sa taas nga presyur nga epekto sa pag-agos sa tubig, pagsul-ob ug pagbanlas sa dugay nga panahon. Ang materyal gipili gikan sa ZG06Cr13Ni4Mo martensitic stainless steel nga adunay maayo nga komprehensibo nga mekanikal nga mga kabtangan ug resistensya sa corrosion. Uban sa pag-uswag sa hydropower ug may kalabutan nga mga paghulma ngadto sa dako nga gidak-on, mas taas nga mga kinahanglanon ang gibutang sa unahan alang sa paghimo sa mga stainless steel nga mga materyales sama sa ZG06Cr13Ni4Mo. Sa niini nga katapusan, inubanan sa produksyon pagsulay sa ZG06C r13N i4M o dako nga blades sa usa ka domestic hydropower ekipo negosyo, pinaagi sa internal nga kontrol sa mga materyal nga kemikal nga komposisyon, kainit pagtambal proseso pagtandi pagsulay ug pagsulay resulta analysis, ang optimized single normalizing + double tempering kainit Ang proseso sa pagtambal sa ZG06C r13N i4M o stainless steel nga materyal determinado nga makahimo og mga casting nga makatagbo sa mga kinahanglanon sa taas nga performance.
1 Internal nga pagkontrol sa kemikal nga komposisyon
Ang ZG06C r13N i4M o nga materyal mao ang taas nga kusog nga martensitic stainless steel, nga gikinahanglan nga adunay taas nga mekanikal nga mga kabtangan ug maayo nga pagkagahi sa epekto sa ubos nga temperatura. Aron mapauswag ang pasundayag sa materyal, ang kemikal nga komposisyon gikontrol sa sulod, nanginahanglan w (C) ≤ 0.04%, w (P) ≤ 0.025%, w (S) ≤ 0.08%, ug kontrolado ang sulud sa gas. Ang Table 1 nagpakita sa kemikal nga komposisyon nga hanay sa materyal nga internal nga kontrol ug ang mga resulta sa pag-analisa sa kemikal nga komposisyon sa sample, ug ang Table 2 nagpakita sa internal nga pagkontrol sa mga kinahanglanon sa materyal nga gas content ug ang mga resulta sa pag-analisa sa sample gas content.
Talaan 1 Kemikal nga komposisyon (mass fraction, %)
| elemento | C | Mn | Si | P | S | Ni | Cr | Mo | Cu | Al |
| standard nga kinahanglanon | ≤0.06 | ≤1.0 | ≤0.80 | ≤0.035 | ≤0.025 | 3.5-5.0 | 11.5-13.5 | 0.4-1.0 | ≤0.5 |
|
| Mga sangkap nga Internal Control | ≤0.04 | 0.6-0.9 | 1.4-0.7 | ≤0.025 | ≤0.008 | 4.0-5.0 | 12.0-13.0 | 0.5-0.7 | ≤0.5 | ≤0.040 |
| Analisaha ang mga resulta | 0.023 | 1.0 | 0.57 | 0.013 | 0.005 | 4.61 | 13.0 | 0.56 | 0.02 | 0.035 |
Talaan 2 Gas content (ppm)
| gas | H | O | N |
| Mga kinahanglanon sa internal nga pagkontrol | ≤2.5 | ≤80 | ≤150 |
| Analisaha ang mga resulta | 1.69 | 68.6 | 119.3 |
Ang ZG06C r13N i4M o nga materyal gitunaw sa usa ka 30 t electric furnace, gipino sa 25T LF furnace para sa alloying, pag-adjust sa komposisyon ug temperatura, ug decarburized ug degassed sa 25T VOD furnace, sa ingon makakuha og tinunaw nga asero nga adunay ultra-low carbon, managsama nga komposisyon, taas nga kaputli, ug ubos nga makadaot nga sulud sa gas. Sa katapusan, ang aluminum wire gigamit alang sa katapusang deoxidation aron makunhuran ang sulod sa oxygen sa tinunaw nga asero ug dugang nga pagpino sa mga lugas.
2 Pagsulay sa proseso sa pagtambal sa init
2.1 Plano sa pagsulay
Ang casting body gigamit ingon nga test body, ang test block nga gidak-on mao ang 70mm × 70mm × 230mm, ug ang preliminary heat treatment mao ang pagpahumok sa annealing. Pagkahuman sa pagkonsulta sa literatura, ang mga parameter sa proseso sa pagtambal sa kainit nga gipili mao ang: pag-normalize sa temperatura 1 010 ℃, panguna nga temperatura sa tempering 590 ℃, 605 ℃, 620 ℃, ikaduha nga temperatura sa tempering 580 ℃, ug lainlaing mga proseso sa tempering gigamit alang sa pagtandi nga mga pagsulay. Ang plano sa pagsulay gipakita sa Talaan 3.
Talaan 3 Plano sa pagsulay sa pagtambal sa init
| Plano sa pagsulay | Proseso sa pagsulay sa pagtambal sa init | Mga proyekto sa piloto |
| A1 | 1 010 ℃ Normalizing + 620 ℃ Tempering | Tensile properties Epekto kagahi Katig-a HB Bending properties Microstructure |
| A2 | 1 010 ℃ Normalizing + 620 ℃ Tempering + 580 ℃ Tempering | |
| B1 | 1 010 ℃ Normalizing + 620 ℃ Tempering | |
| B2 | 1 010 ℃ Normalizing + 620 ℃ Tempering + 580 ℃ Tempering | |
| C1 | 1 010 ℃ Normalizing + 620 ℃ Tempering | |
| C2 | 1 010 ℃ Normalizing + 620 ℃ Tempering + 580 ℃ Tempering |
2.2 Pagtuki sa mga resulta sa pagsulay
2.2.1 Pagtuki sa komposisyon sa kemikal
Gikan sa mga resulta sa pag-analisa sa kemikal nga komposisyon ug gas content sa Table 1 ug Table 2, ang mga nag-unang elemento ug gas content nahisubay sa optimized composition control range.
2.2.2 Pagtuki sa mga resulta sa pagsulay sa pasundayag
Pagkahuman sa pagtambal sa kainit sumala sa lainlaing mga laraw sa pagsulay, ang mga pagsulay sa pagtandi sa mekanikal nga mga kabtangan gihimo uyon sa mga sumbanan sa GB / T228.1-2010, GB / T229-2007, ug GB / T231.1-2009. Ang mga resulta sa eksperimento gipakita sa Table 4 ug Table 5.
Talaan 4 Pag-analisa sa mekanikal nga kabtangan sa lainlaing mga pamaagi sa proseso sa pagtambal sa kainit
| Plano sa pagsulay | Rp0.2/Mpa | Rm/Mpa | A/％ | Z/％ | AKV/J(0 ℃） | Katig-a nga bili HBW |
| sumbanan | ≥550 | ≥750 | ≥15 | ≥35 | ≥50 | 210~290 |
| A1 | 526 | 786 | 21.5 | 71 | 168, 160, 168 | 247 |
| A2 | 572 | 809 | 26 | 71 | 142, 143, 139 | 247 |
| B1 | 588 | 811 | 21.5 | 71 | 153, 144, 156 | 250 |
| B2 | 687 | 851 | 23 | 71 | 172, 165, 176 | 268 |
| C1 | 650 | 806 | 23 | 71 | 147, 152, 156 | 247 |
| C2 | 664 | 842 | 23.5 | 70 | 147, 141, 139 | 263 |
Talaan 5 Pagsulay sa bending
| Plano sa pagsulay | Pagsulay sa bending(d=25，a=90°) | pagtasa |
| B1 | Crack5.2×1.2mm | Kapakyasan |
| B2 | Walay mga liki | kwalipikado |
Gikan sa pagtandi ug pag-analisa sa mekanikal nga mga kabtangan: (1) Pag-normalize + tempering heat treatment, ang materyal makakuha og mas maayo nga mekanikal nga mga kabtangan, nga nagpakita nga ang materyal adunay maayo nga hardenability. (2) Human sa pag-normalize sa heat treatment, ang yield strength ug plasticity (elongation) sa double tempering gipaayo kon itandi sa single tempering. (3) Gikan sa bending performance inspection ug analysis, ang bending performance sa B1 normalizing + single tempering test nga proseso dili kuwalipikado, ug ang bending test performance sa B2 test nga proseso human sa double tempering kwalipikado. (4) Gikan sa pagtandi sa mga resulta sa pagsulay sa 6 ka lain-laing mga tempering temperatura, ang B2 proseso pamaagi sa 1 010 ℃ normalizing + 605 ℃ single tempering + 580 ℃ secondary tempering adunay labing maayo nga mekanikal nga mga kabtangan, uban sa usa ka ani kusog sa 687MPa, usa ka elongation sa 23%, usa ka epekto katig-a sa labaw pa kay sa 160J sa 0 ℃, usa ka kasarangan katig-a sa 268HB, ug usa ka kwalipikado nga bending performance, ang tanan sa pagsugat sa mga gikinahanglan sa performance sa materyal.
2.2.3 Pagtuki sa istruktura sa metallograpiko
Ang metallographic nga istruktura sa materyal nga B1 ug B2 nga mga proseso sa pagsulay gisusi sumala sa GB / T13298-1991 nga sumbanan. Ang Figure 1 nagpakita sa metallographic nga istruktura sa pag-normalize + 605 ℃ unang tempering, ug ang Figure 2 nagpakita sa metallographic nga istruktura sa normalizing + unang tempering + ikaduha nga tempering. Gikan sa metallographic inspeksyon ug pagtuki, ang nag-unang gambalay sa ZG06C r13N i4M o human sa kainit pagtambal mao ang ubos-carbon lath martensite + reversed austenite. Gikan sa metallographic structure analysis, ang lath martensite bundle sa materyal human sa unang tempering mas baga ug mas taas. Human sa ikaduha nga tempering, ang matrix nga estraktura nausab gamay, ang martensite nga estraktura gamay usab nga dalisay, ug ang istruktura mas uniporme; sa mga termino sa pasundayag, ang kalig-on sa ani ug pagkaplastikan gipauswag sa usa ka sukod.
Figure 1 ZG06Cr13Ni4Mo normalizing + usa ka tempering microstructure
Figure 2 ZG06Cr13Ni4Mo normalizing + kaduha tempering metallographic nga istruktura
2.2.4 Pagtuki sa mga resulta sa pagsulay
1) Gipamatud-an sa pagsulay nga ang materyal nga ZG06C r13N i4M o adunay maayo nga pagkagahi. Pinaagi sa normalizing + tempering heat treatment, ang materyal makakuha og maayo nga mekanikal nga mga kabtangan; ang kalig-on sa ani ug mga kabtangan sa plastik (elongation) sa duha ka tempering pagkahuman sa pag-normalize sa pagtambal sa kainit labi ka taas kaysa sa usa ka tempering.
2) Ang pag-analisar sa pagsulay nagpamatuod nga ang istruktura sa ZG06C r13N i4M o pagkahuman sa pag-normalize mao ang martensite, ug ang istruktura pagkahuman sa tempering mao ang low-carbon lath tempered martensite + reversed austenite. Ang gibalikbalik nga austenite sa tempered nga istruktura adunay taas nga kalig-on sa kainit ug adunay hinungdanon nga epekto sa mekanikal nga mga kabtangan, epekto nga mga kabtangan ug paghulma ug proseso sa welding nga mga kabtangan sa materyal. Busa, ang materyal adunay taas nga kalig-on, taas nga plastik nga katig-a, angay nga katig-a, maayo nga pagsukol sa liki ug maayo nga paghulma ug mga kabtangan sa welding pagkahuman sa pagtambal sa kainit.
3) Analisaha ang mga rason alang sa pagpalambo sa secondary tempering performance sa ZG06C r13N i4M o. Human sa pag-normalize, pagpainit ug pagpreserbar sa kainit, ang ZG06C r13N i4M o nagporma og pinong-grain nga austenite human sa austenitization, ug dayon nausab ngadto sa ubos nga carbon martensite human sa paspas nga pagpabugnaw. Sa unang tempering, ang supersaturated carbon sa martensite precipitates sa porma sa carbide, sa ingon pagkunhod sa kalig-on sa materyal ug sa pagpalambo sa plasticity ug katig-a sa materyal. Tungod sa taas nga temperatura sa unang tempering, ang unang tempering nagpatunghag hilabihan ka maayo nga reverse austenite dugang pa sa tempered martensite. Kini nga mga reverse austenite partially transformed ngadto sa martensite sa panahon sa tempering makapabugnaw, paghatag og mga kondisyon alang sa nucleation ug pagtubo sa stable reverse austenite namugna pag-usab sa panahon sa secondary tempering proseso. Ang katuyoan sa secondary tempering mao ang pagkuha sa igo nga lig-on nga reverse austenite. Kini nga mga reverse austenite mahimong moagi sa pagbag-o sa yugto sa panahon sa plastik nga deformation, sa ingon nagpauswag sa kusog ug pagkaplastikan sa materyal. Tungod sa limitado nga mga kondisyon, imposible ang pag-obserbar ug pag-analisar sa reverse austenite, busa kini nga eksperimento kinahanglan nga magkuha sa mekanikal nga mga kabtangan ug microstructure ingon nga nag-unang mga butang sa panukiduki alang sa pagtandi nga pagtuki.
3 Aplikasyon sa Produksyon
Ang ZG06C r13N i4M o usa ka taas nga kusog nga stainless steel cast steel nga materyal nga adunay maayo kaayo nga pasundayag. Kung ang aktuwal nga paghimo sa mga blades gihimo, ang komposisyon sa kemikal ug mga kinahanglanon sa internal nga pagkontrol nga gitino sa eksperimento, ug ang proseso sa pagtambal sa kainit sa ikaduha nga normalizing + tempering gigamit alang sa produksiyon. Ang proseso sa pagtambal sa kainit gipakita sa Figure 3. Sa pagkakaron, ang produksyon sa 10 ka dagkong hydropower blades nahuman na, ug ang pasundayag tanan nakab-ot ang mga kinahanglanon sa user. Nakapasar sila sa re-inspeksyon sa user ug nakadawat ug maayong ebalwasyon.
Alang sa mga kinaiya sa mga komplikadong curved blades, dako nga contour dimensyon, baga nga shaft ulo, ug sayon deformation ug cracking, ang pipila ka mga lakang sa proseso kinahanglan nga gikuha sa proseso sa kainit pagtambal:
1) Ang ulo sa shaft paubos ug ang sulab pataas. Ang furnace loading scheme gisagop aron mapadali ang minimum nga deformation, sama sa gipakita sa Figure 4;
2) Siguroha nga adunay usa ka dako nga igo nga gintang tali sa mga castings ug sa taliwala sa mga casting ug sa pad puthaw ubos nga plato aron sa pagsiguro sa makapabugnaw, ug sa pagsiguro nga ang baga nga shaft ulo sa pagsugat sa ultrasonic detection kinahanglanon;
3) Ang yugto sa pagpainit sa workpiece gibahin sa daghang beses aron mapamenos ang tensiyon sa organisasyon sa paghulma sa panahon sa proseso sa pagpainit aron malikayan ang pag-crack.
Ang pagpatuman sa mga lakang sa pagtambal sa kainit sa ibabaw nagsiguro sa kalidad sa pagtambal sa kainit sa sulab.
Figure 3 ZG06Cr13Ni4Mo blade heat treatment process
Figure 4 Blade heat treatment process furnace loading scheme
4 Mga konklusyon
1) Pinasukad sa internal nga kontrol sa kemikal nga komposisyon sa materyal, pinaagi sa pagsulay sa proseso sa pagtambal sa kainit, gitino nga ang proseso sa pagtambal sa kainit sa ZG06C r13N i4M o taas nga kusog nga stainless steel nga materyal usa ka proseso sa pagtambal sa kainit sa 1 010 ℃ normalizing + 605 ℃ primary tempering + 580 ℃ secondary tempering, nga makasiguro nga ang mekanikal nga mga kabtangan, ubos-temperatura epekto kabtangan ug bugnaw bending kabtangan sa casting materyal nga makatagbo sa standard nga mga kinahanglanon.
2) ZG06C r13N i4M o materyal adunay maayo nga hardenability. Ang istruktura human sa pag-normalize + kaduha nga pag-ayo sa init nga pagtambal mao ang usa ka low-carbon lath martensite + reverse austenite nga adunay maayo nga pasundayag, nga adunay taas nga kalig-on, taas nga katig-a sa plastik, angay nga katig-a, maayo nga pagsukol sa liki ug maayo nga paghulma ug paghimo sa welding.
3) Ang pamaagi sa pagtambal sa kainit sa pag-normalize + kaduha nga tempering nga gitino sa eksperimento gipadapat sa proseso sa pagtambal sa kainit nga paghimo sa daghang mga blades, ug ang mga kabtangan sa materyal nga tanan nakab-ot ang sukaranan nga mga kinahanglanon sa tiggamit.
Oras sa pag-post: Hun-28-2024
