Механическое поведение лезвия стали 2Cr12NiMo1W1V при высоких температурах
Сталь 2Cr12NiMo1W1V в основном используется при производстве лопаток и болтов турбин высокого давления, лопатки, непосредственно отвечающие за преобразование кинетической и тепловой энергии пара в механическую энергию, являются одной из наиболее важных частей турбины. Условия работы сверхкритических и ультрасверхкритических паровых турбин очень суровы, особенно лопатки в высокотемпературной секции должны выдерживать высокую температуру, высокое напряжение, высокую скорость и другие суровые условия, поэтому к лопаткам выдвигаются более высокие требования к характеристикам при высоких температурах. сталь. В настоящее время изучение высокотемпературных механических свойств мартенситной нержавеющей стали, такой как сталь для лезвий, ограничивается изменением показателя механических свойств при различной термообработке или микроструктуре, а изучение поведения высокотемпературной механической деформации проводится редко. Таким образом, были проанализированы изменения механических свойств при растяжении лопаточной стали 2Cr12NiMo1W1V при разных температурах и разных скоростях деформации, а механическое поведение было проанализировано с помощью металлографии и ПЭМ-анализа.
Для испытаний был выбран поковочный прокат отожженной стали 2Х12НМ1В1В производства профильного завода, химический состав которого приведен в таблице 1. Как видно из таблицы 1, упрочняющий химический состав 2Х12НМ1В1В в основном контролируется в требуемом диапазоне. Заготовка образца была кондиционирована, система термической обработки включала закалку в масле при температуре 1035 градусов × 1 час, воздушное охлаждение при температуре 690 градусов × 2 часа, а затем был изготовлен образец на растяжение.
При комнатной температуре (22 градуса), 300 градусах, 600 градусах и 900 градусах скорости деформации 10-1, 10-2, 10-3 и 10-4 с-1 были выполняют на образцах растяжения. После извлечения образцов их сразу же вынимали и охлаждали до комнатной температуры в проточной воде. Образцы для металлографии и просвечивающего электронного микроскопа были взяты из участков, где после разрушения не возникло образование шейки. Металлографические образцы были приготовлены методом горячего прессования Mosaic, протравлены смешанным коррозионным агентом в концентрации 5 мл HCl+10gFeCl3 и затем исследованы под металлографическим микроскопом. После того, как образцы пропускания были вручную отполированы до 80 ~ 100 мкм, образцы были подготовлены и окончательно очищены с помощью электролитического двойного распылителя Tenupol-5 и прибора для ионного утонения PIPS691, а микроскопическое наблюдение было проведено JEM-2100 просвечивающий электронный микроскоп.
Результаты испытаний показывают, что:
1. С повышением температуры прочность лопаточной стали 2Х12НМ1В1В снижается, пластичность увеличивается, увеличивается влияние скорости деформации на напряжение, но образец становится менее чувствительным к скорости деформации. При 300 градусах пластичность наихудшая, а после перехода в высокотемпературную стадию пластичность значительно увеличивается с повышением температуры. При 900 градусах, когда скорость деформации составляет 10-1 с-1, коэффициент усадки сечения Z достигает 94,1%, а свойства стали лезвия 2Cr12NiMo1W1V на растяжение при высоких температурах превосходны.
(2) С увеличением температуры растяжения плотность дислокаций существенно уменьшается, и линия дислокаций становится прямой полосой. При 300 градусах появляются новые выделения с более высоким содержанием V, что ухудшает пластичность стали лопаток. При температуре 900 градусов большая часть мартенсита превращается в феррит и карбид, а некоторые области рекристаллизуются. На электронограмме видно, что карбид представляет собой М23С6, а ось его кристаллической полосы параллельна оси полосы кристалла матрицы.
