Annotatsiya: ZG06Cr13Ni4Mo materialining ishlashiga turli xil issiqlik bilan ishlov berish jarayonlarining ta'siri o'rganildi. Sinov shuni ko'rsatadiki, 1 010 ℃ normalizatsiya + 605 ℃ birlamchi harorat + 580 ℃ ikkilamchi haroratda issiqlik bilan ishlov berishdan so'ng, material eng yaxshi ishlash ko'rsatkichiga etadi. Uning tuzilishi past uglerodli martensit + teskari transformatsiyali ostenit bo'lib, yuqori quvvatga ega, past haroratli qattiqlik va mos qattiqlik. Katta pichoqli quyma issiqlik bilan ishlov berish ishlab chiqarishni qo'llashda mahsulotning ishlash talablariga javob beradi.
Kalit so'zlar: ZG06Cr13NI4Mo; martensitli zanglamaydigan po'latdan; pichoq
Katta pichoqlar gidroenergetika turbinalarining asosiy qismlari hisoblanadi. Qismlarning xizmat ko'rsatish shartlari nisbatan og'ir bo'lib, ular uzoq vaqt davomida yuqori bosimli suv oqimi ta'siriga, aşınmaya va eroziyaga duchor bo'ladi. Material ZG06Cr13Ni4Mo martensitik zanglamaydigan po'latdan yaxshi keng qamrovli mexanik xususiyatlarga va korroziyaga chidamliligiga ega. Gidroenergetika va tegishli to'qimalarni keng miqyosda ishlab chiqish bilan ZG06Cr13Ni4Mo kabi zanglamaydigan po'latdan yasalgan materiallarning ishlashiga yuqori talablar qo'yiladi. Shu maqsadda mahalliy gidroenergetika uskunalari korxonasining ZG06C r13N i4M o yirik pichoqlarini ishlab chiqarish sinovi bilan birgalikda, materialning kimyoviy tarkibini ichki nazorat qilish, issiqlik bilan ishlov berish jarayonini taqqoslash testi va sinov natijalarini tahlil qilish, optimallashtirilgan yagona normalizatsiya + ikki marta haroratli issiqlik. ZG06C r13N i4M o zanglamaydigan po'latdan ishlov berish jarayoni yuqori ishlash talablariga javob beradigan quyma ishlab chiqarish uchun aniqlandi.
1 Kimyoviy tarkibni ichki nazorat qilish
ZG06C r13N i4M o materiali yuqori mexanik xususiyatlarga ega bo'lishi va past haroratda yaxshi ta'sirga chidamliligiga ega bo'lishi kerak bo'lgan yuqori quvvatli martensitik zanglamaydigan po'latdir. Materialning ishlashini yaxshilash uchun kimyoviy tarkibi ichki nazorat ostida bo'lib, w (C) ≤ 0,04%, w (P) ≤ 0,025%, w (S) ≤ 0,08% va gaz miqdori nazorat qilindi. 1-jadvalda materialning ichki nazoratining kimyoviy tarkibi diapazoni va namunaning kimyoviy tarkibini tahlil qilish natijalari, 2-jadvalda moddiy gaz tarkibining ichki nazorati talablari va namunadagi gaz tarkibini tahlil qilish natijalari ko'rsatilgan.
1-jadval Kimyoviy tarkibi (massa ulushi,%)
| element | C | Mn | Si | P | S | Ni | Cr | Mo | Cu | Al |
| standart talab | ≤0,06 | ≤1,0 | ≤0,80 | ≤0,035 | ≤0,025 | 3,5-5,0 | 11,5-13,5 | 0,4-1,0 | ≤0,5 |
|
| Ingredientlar ichki nazorati | ≤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 |
| Natijalarni tahlil qiling | 0,023 | 1.0 | 0,57 | 0,013 | 0,005 | 4.61 | 13.0 | 0,56 | 0,02 | 0,035 |
2-jadval Gaz miqdori (ppm)
| gaz | H | O | N |
| Ichki nazorat talablari | ≤2,5 | ≤80 | ≤150 |
| Natijalarni tahlil qiling | 1.69 | 68.6 | 119.3 |
ZG06C r13N i4M o materiali 30 t elektr pechda eritildi, qotishma, tarkibi va haroratini sozlash uchun 25T LF pechida tozalandi va 25T VOD pechida dekarburizatsiya qilindi va gazsizlandi, shu bilan juda past uglerodli eritilgan po'lat olinadi, bir xil tarkibi, yuqori tozaligi va past zararli gaz tarkibi. Nihoyat, alyuminiy sim eritilgan po'latdagi kislorod miqdorini kamaytirish va donalarni yanada tozalash uchun yakuniy deoksidlanish uchun ishlatilgan.
2 Issiqlik bilan ishlov berish jarayoni sinovi
2.1 Sinov rejasi
Sinov tanasi sifatida quyma tanasi ishlatilgan, sinov blokining o'lchami 70 mm × 70 mm × 230 mm va dastlabki issiqlik bilan ishlov berish yumshatuvchi tavlanish edi. Adabiyotlar bilan maslahatlashgandan so'ng, issiqlik bilan ishlov berish jarayonining parametrlari tanlangan: normalizatsiya harorati 1 010 ℃, birlamchi temperlash harorati 590 ℃, 605 ℃, 620 ℃, ikkilamchi temperatura harorati 580 ℃ va qiyosiy testlar uchun turli temperleme jarayonlari qo'llanilgan. Sinov rejasi 3-jadvalda keltirilgan.
3-jadval Issiqlik bilan ishlov berish sinov rejasi
| Sinov rejasi | Issiqlik bilan ishlov berish sinov jarayoni | Pilot loyihalar |
| A1 | 1 010 ℃ Normallash + 620 ℃ Temperleme | Cho'zilish xususiyatlari Ta'sirga chidamliligi Qattiqlik HB Bükme xususiyatlari Mikro tuzilma |
| A2 | 1 010 ℃ Normallash + 620 ℃ Temperleme + 580 ℃ Temperleme | |
| B1 | 1 010 ℃ Normallash + 620 ℃ Temperleme | |
| B2 | 1 010 ℃ Normallash + 620 ℃ Temperleme + 580 ℃ Temperleme | |
| C1 | 1 010 ℃ Normallash + 620 ℃ Temperleme | |
| C2 | 1 010 ℃ Normallash + 620 ℃ Temperleme + 580 ℃ Temperleme |
2.2 Sinov natijalarini tahlil qilish
2.2.1 Kimyoviy tarkibi tahlili
1-jadval va 2-jadvaldagi kimyoviy tarkibi va gaz tarkibini tahlil qilish natijalaridan asosiy elementlar va gaz tarkibi optimallashtirilgan kompozitsiyani nazorat qilish diapazoniga mos keladi.
2.2.2 Ishlash testlari natijalarini tahlil qilish
Turli sinov sxemalari bo'yicha issiqlik bilan ishlov berishdan so'ng, GB / T228.1-2010, GB / T229-2007 va GB / T231.1-2009 standartlariga muvofiq mexanik xususiyatlarni taqqoslash testlari o'tkazildi. Tajriba natijalari 4-jadval va 5-jadvalda keltirilgan.
4-jadval Har xil issiqlik bilan ishlov berish jarayoni sxemalarining mexanik xususiyatlarini tahlil qilish
| Sinov rejasi | Rp0,2/Mpa | Rm/Mpa | A/% | Z/% | AKV/J(0℃） | Qattiqlik qiymati HBW |
| standart | ≥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 |
5-jadval Bükme testi
| Sinov rejasi | Bükme testi (d=25，a=90°） | baholash |
| B1 | Yoriq 5,2 × 1,2 mm | Muvaffaqiyatsizlik |
| B2 | Yoriqlar yo'q | malakali |
Mexanik xususiyatlarni taqqoslash va tahlil qilishdan: (1) Normallashtiruvchi + temperli issiqlik bilan ishlov berish, material yaxshi mexanik xususiyatlarga ega bo'lishi mumkin, bu materialning yaxshi qattiqlashishini ko'rsatadi. (2) Issiqlik bilan ishlov berishni normallashtirgandan so'ng, bir martalik ishlov berish bilan solishtirganda ikki marta ishlov berishning oquvchanligi va plastisitivligi (cho'zilishi) yaxshilanadi. (3) Bükme ishlashini tekshirish va tahlil qilishdan, B1 normalizatsiya + yagona temperli sinov jarayonining bükme ko'rsatkichlari malakasizdir va ikki marta temperlemedan keyin B2 sinov jarayonining bükme sinovi ishlashi malakali hisoblanadi. (4) 6 xil temperaturali haroratning sinov natijalarini solishtirganda, 1 010 ℃ normallashtiruvchi + 605 ℃ bitta temperleme + 580 ℃ ikkilamchi temperli B2 jarayon sxemasi eng yaxshi mexanik xususiyatlarga ega, 687 MPa oqim kuchi, cho'zilish. 23%, 0℃ da 160J dan ortiq zarba chidamliligi, o'rtacha qattiqlik 268HB va malakali bükme ko'rsatkichi, barchasi materialning ishlash talablariga javob beradi.
2.2.3 Metallografik strukturani tahlil qilish
B1 va B2 test jarayonlarining metallografik tuzilishi GB / T13298-1991 standartiga muvofiq tahlil qilindi. 1-rasmda normallashtiruvchi + 605 ℃ birinchi temperaturaning metallografik tuzilishi ko'rsatilgan va 2-rasmda normallashtiruvchi + birinchi harorat + ikkinchi haroratning metallografik tuzilishi ko'rsatilgan. Metalografik tekshiruv va tahlildan issiqlik bilan ishlov berishdan so'ng ZG06C r13N i4M o ning asosiy tuzilishi past uglerodli lata martensit + teskari ostenitdir. Metallografik struktura tahliliga ko'ra, birinchi ishlov berishdan keyin materialning lata martensit to'plamlari qalinroq va uzunroq bo'ladi. Ikkinchi temperaturadan so'ng matritsa tuzilishi biroz o'zgaradi, martensit tuzilishi ham biroz tozalanadi va struktura bir xil bo'ladi; ishlash nuqtai nazaridan, oqish quvvati va plastika ma'lum darajada yaxshilanadi.
1-rasm ZG06Cr13Ni4Mo normallashtiruvchi + bitta temperli mikroyapı
2-rasm ZG06Cr13Ni4Mo normallashtiruvchi + ikki marta temperli metallografik struktura
2.2.4 Sinov natijalarini tahlil qilish
1) Sinov ZG06C r13N i4M o materialining yaxshi qattiqlashishini tasdiqladi. Normalizatsiya + temperli issiqlik bilan ishlov berish orqali material yaxshi mexanik xususiyatlarga ega bo'lishi mumkin; normallashtiruvchi issiqlik bilan ishlov berishdan so'ng ikkita chiniqtiruvchining oquvchanligi va plastik xususiyatlari (cho'zilishi) bitta chiniqtirishga qaraganda ancha yuqori.
2) Sinov tahlili ZG06C r13N i4M o ning normallashgandan so ng tuzilishi martensit, chiniqtirilgandan keyingi strukturasi esa past uglerodli lata temperli martensit + teskari ostenit ekanligini isbotlaydi. Temperlangan strukturadagi teskari ostenit yuqori termal barqarorlikka ega va materialning mexanik xususiyatlariga, zarba xususiyatlariga va quyish va payvandlash jarayonining xususiyatlariga sezilarli ta'sir ko'rsatadi. Shuning uchun material issiqlik bilan ishlov berishdan keyin yuqori quvvatga, yuqori plastik to'qlikka, tegishli qattiqlikka, yaxshi yorilish qarshiligiga va yaxshi quyish va payvandlash xususiyatlariga ega.
3) ZG06C r13N i4M o ning ikkilamchi temperatura ko rsatkichlarining yaxshilanish sabablarini tahlil qiling. Normallashtirish, isitish va issiqlikni saqlashdan so'ng, ZG06C r13N i4M ostenitlashdan keyin nozik taneli ostenit hosil qiladi va keyin tez sovutishdan keyin past uglerodli martensitga aylanadi. Birinchi chiniqtirishda martensitdagi o'ta to'yingan uglerod karbidlar shaklida cho'kadi va shu bilan materialning mustahkamligini pasaytiradi va materialning plastikligi va pishiqligini yaxshilaydi. Birinchi chiniqtirishning yuqori harorati tufayli, birinchi chiniqtirish temperli martensitga qo'shimcha ravishda juda nozik teskari ostenit hosil qiladi. Bu teskari ostenitlar temperli sovutish jarayonida qisman martensitga aylanadi, bu esa ikkilamchi temperlash jarayonida yana hosil bo'lgan barqaror teskari ostenitning yadrolanishi va o'sishi uchun sharoit yaratadi. Ikkilamchi temperlashning maqsadi etarli darajada barqaror teskari ostenitni olishdir. Ushbu teskari ostenitlar plastik deformatsiya paytida fazaviy o'zgarishlarga duch kelishi mumkin va shu bilan materialning mustahkamligi va plastikligini yaxshilaydi. Cheklangan sharoitlar tufayli teskari ostenitni kuzatish va tahlil qilish mumkin emas, shuning uchun bu tajriba qiyosiy tahlil uchun asosiy tadqiqot ob'ekti sifatida mexanik xususiyatlar va mikro tuzilmani olishi kerak.
3 Ishlab chiqarish ilovasi
ZG06C r13N i4M o yuqori quvvatli zanglamaydigan po'latdan quyma po'latdan yasalgan material bo'lib, mukammal ishlashga ega. Pichoqlarni haqiqiy ishlab chiqarish amalga oshirilganda, ishlab chiqarish uchun eksperimentda aniqlangan kimyoviy tarkibi va ichki nazorat talablari va ikkilamchi normalizatsiya + temperaturali issiqlik bilan ishlov berish jarayoni qo'llaniladi. Issiqlik bilan ishlov berish jarayoni 3-rasmda ko'rsatilgan. Hozirgi vaqtda 10 ta yirik gidroenergetika pichoqlarini ishlab chiqarish yakunlandi va unumdorlik barcha foydalanuvchi talablariga javob berdi. Ular foydalanuvchining qayta tekshiruvidan o'tdi va yaxshi baho oldi.
Murakkab kavisli pichoqlar, katta kontur o'lchamlari, qalin mil boshlari va oson deformatsiya va yorilish xususiyatlari uchun issiqlik bilan ishlov berish jarayonida ba'zi texnologik choralarni ko'rish kerak:
1) Mil boshi pastga, pichoq esa yuqoriga. Pechni yuklash sxemasi 4-rasmda ko'rsatilganidek, minimal deformatsiyani engillashtirish uchun qabul qilinadi;
2) Sovutishni ta'minlash uchun quyma to'qimalar va to'qimalar va yostiqli temir taglik plitasi o'rtasida etarlicha katta bo'shliq mavjudligiga ishonch hosil qiling va qalin mil boshi ultratovushni aniqlash talablariga javob berishiga ishonch hosil qiling;
3) Yorilishni oldini olish uchun isitish jarayonida quymaning tashkiliy stressini kamaytirish uchun ishlov beriladigan qismning isitish bosqichi bir necha marta segmentlanadi.
Yuqoridagi issiqlik bilan ishlov berish choralarini amalga oshirish pichoqni issiqlik bilan ishlov berish sifatini ta'minlaydi.
3-rasm ZG06Cr13Ni4Mo pichoqni issiqlik bilan ishlov berish jarayoni
4-rasm Pichoqni issiqlik bilan ishlov berish jarayoni o'choqqa yuklash sxemasi
4 Xulosa
1) Materialning kimyoviy tarkibini ichki nazorat qilish asosida issiqlik bilan ishlov berish jarayonini sinovdan o'tkazish orqali ZG06C r13N i4M o yuqori quvvatli zanglamaydigan po'latdan yasalgan materialning issiqlik bilan ishlov berish jarayoni 1 issiqlik bilan ishlov berish jarayoni ekanligi aniqlanadi. 010 ℃ normallashtiruvchi + 605 ℃ birlamchi temperleme + 580 ℃ ikkilamchi temperleme, bu quyma materialning mexanik xususiyatlari, past haroratli ta'sir xususiyatlari va sovuq bükme xususiyatlari standart talablarga javob berishini ta'minlaydi.
2) ZG06C r13N i4M o moddasi yaxshi qattiqlashuvga ega. Normalizatsiya + ikki marta temperli issiqlik bilan ishlov berishdan so'ng struktura past uglerodli lata martensit + teskari ostenit bo'lib, u yuqori quvvatga ega, yuqori plastik qattiqlik, mos qattiqlik, yaxshi yorilish qarshiligi va yaxshi quyish va payvandlash ko'rsatkichlariga ega.
3) Tajriba bilan aniqlangan normalizatsiya + ikki marta temperaturali issiqlik bilan ishlov berish sxemasi issiqlik bilan ishlov berish jarayonida katta pichoqlarni ishlab chiqarishda qo'llaniladi va materialning barcha xususiyatlari foydalanuvchining standart talablariga javob beradi.
Yuborilgan vaqt: 2024 yil 28-iyun
