超级马氏体不锈钢热处理工艺与组织、性能关系的试验研究

发布时间：2017-05-23 10:01

  本文关键词：超级马氏体不锈钢热处理工艺与组织、性能关系的试验研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：水轮机转轮叶片用新材料—00Cr13Ni5Mo与00Cr13Ni4Mo超级马氏体不锈钢由于具有良好的综合力学性能、优异的铸造性能、可焊性,特别是良好的耐冲刷磨蚀性能,近年来逐渐取代传统低碳马氏体不锈钢用于制造水轮机转轮叶片。本文对2种超级马氏体不锈钢00Cr13Ni5Mo与00Cr13Ni4Mo在1 050℃正火后,分别采用在500℃,550℃,600℃,650℃,700℃进行一次回火,在500℃一次回火+480℃二次回火、600℃一次回火+580℃二次回火、650℃一次回火+630℃二次回火等8种工艺进行热处理,对不同热处理状态下的微观组织、力学性能与抗冲刷磨蚀性能进行了试验研究。采用光学显微镜、扫描电子显微镜观察分析了2种超级马氏体不锈钢不同热处理下的微观组织,利用透射电子显微镜与XRD衍射仪观察分析了组织中的逆变奥氏体。研究结果表明:00Cr13Ni5Mo与00Cr13Ni4Mo钢在1 050℃正火后组织为板条马氏体,经回火后马氏体发生分解,得到回火马氏体组织,在550℃~650℃范围回火时,在马氏体边界与奥氏体晶界处析出逆变奥氏体。00Cr13Ni5Mo与00Cr13Ni4Mo钢采用不同热处理工艺下的拉强度、硬度和抗冲击强度等力学性能试验表明,2种钢在500℃~600℃范围一次回火,随着温度上升其强度与硬度下降。高于600℃回火时,随温度上升其强度与硬度升高。600℃以下经二次回火的强度与硬度的变化与一次回火的规律相同,其值略有下降。600℃~650℃范围经二次回火,随温度上升钢的强度与硬度持续下降。2种超级马氏体不锈钢在550℃,600℃与650℃一次回火均具有高的KV2(室温),KV2(0℃),500℃,700℃下一次回火的KV2(室温),KV2(0℃)较低,二次回火对两种钢的KV2(室温),KV2(0℃)影响较小。00Cr13Ni5Mo与00Cr13Ni4Mo钢在不同热处理下的冲刷磨损试验表明,2种材料的累积失重量曲线呈类抛物线型,随时间的增加累积失重量增大,但累积失重率不断降低,且2种钢均在550℃回火后累积失重量最小,抗磨蚀性能最佳。2种钢的抗磨蚀性能主要与硬度相关,其冲击吸收能量对磨蚀性能亦有影响。2种钢冲刷磨损试验后表面形貌均以犁削沟槽为主要特征,且冲刷磨损过程中表面形貌无明显变化,长时间后仅犁削沟槽深度变小。2种超级马氏体不锈钢成分接近、硬度差异很小,两者的抗磨蚀性能差距亦很小。对00Cr13Ni5Mo与00Cr13Ni4Mo两种超级马氏体不锈钢不同热处理后的微观组织分析、力学性能和冲刷磨损试验研究结果表明,2种钢550℃回火后能获得高硬度、良好的冲击韧性和最佳的抗磨蚀性能。2种钢二次回火较同温度一次回火的强度、硬度略有降低,且抗磨蚀性未见提高。从材料性能和经济性方面综合考虑,2种超级马氏体不锈钢在1 050℃正火+550℃一次回火性能最佳。
【关键词】：超级马氏体不锈钢 热处理 微观组织 力学性能 抗磨蚀性能
【学位授予单位】：西安热工研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK730.5
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 1 绪论12-20
• 1.1 课题研究背景12-13
• 1.1.1 水力发电概况12-13
• 1.1.2 水轮机叶片材料发展历程13
• 1.2 水轮机转轮叶片国内外研究现状13-18
• 1.2.1 低碳马氏体不锈钢的研究现状13-17
• 1.2.2 超级马氏体不锈钢的研究现状17-18
• 1.3 选题意义18-19
• 1.4 研究的主要目的及内容19-20
• 1.4.1 研究主要目的19
• 1.4.2 研究主要内容19-20
• 2 试验研究内容及方法20-26
• 2.1 试验材料20
• 2.2 试验内容20
• 2.3 试验研究方法20-26
• 2.3.1 试样热处理20-21
• 2.3.2 力学性能试验研究21-22
• 2.3.3 微观组织和结构分析22
• 2.3.4 冲刷磨损试验22-26
• 3 微观组织分析与力学性能试验研究26-54
• 3.1 微观组织分析26-40
• 3.1.1 光学显微镜下微观组织分析26-32
• 3.1.2 扫描电子显微镜下微观组织分析32-35
• 3.1.3 透射电子显微镜下微观组织分析35-37
• 3.1.4 XRD衍射试验结果分析37-39
• 3.1.5 微观组织综合分析39-40
• 3.2 力学性能结果40-52
• 3.2.1 拉伸试验结果40-45
• 3.2.2 冲击试验结果45-47
• 3.2.3 硬度试验结果47-48
• 3.2.4 力学性能试验结果的综合分析48-52
• 3.3 小结52-54
• 4 冲刷磨损试验结果与分析54-70
• 4.1 冲刷磨损试验后材料的累积失重量分析54-57
• 4.2 冲刷磨损试验后材料表面形貌分析57-63
• 4.3 00Cr13Ni5Mo与 00Cr13Ni4Mo钢抗磨蚀性比较63-65
• 4.4 00Cr13Ni5Mo与 00Cr13Ni4Mo钢力学性能与抗磨蚀性的综合分析65-68
• 4.5 小结68-70
• 5 结论70-72
• 参考文献72-76
• 致谢76-78
• 攻读学位期间取得的研究成果78

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 王海涛;刘亚萍;;S-135(00Cr13Ni5Mo)水电钢在临钢的开发与生产实践[J];山西冶金;2011年04期

2 王淑霞,贾伟,王毓麟;氮对0Cr13Ni4 Mo马氏体不锈钢机械性能的影响[J];特殊钢;2001年05期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 王轩华;热处理对超低碳马氏体不锈钢组织和抗空蚀磨损性能的影响[D];郑州大学;2013年

  本文关键词：超级马氏体不锈钢热处理工艺与组织、性能关系的试验研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：387580