Xülasə: Müxtəlif istilik müalicəsi proseslərinin ZG06Cr13Ni4Mo materialının məhsuldarlığına təsiri tədqiq edilmişdir. Test göstərir ki, 1 010 ℃ normallaşdırıcı + 605 ℃ ilkin istiləşmə + 580 ℃ ikincil istiləşmə ilə istilik müalicəsindən sonra material ən yaxşı performans göstəricisinə çatır. Onun strukturu yüksək möhkəmliyə, aşağı temperaturda möhkəmliyə və uyğun sərtliyə malik, aşağı karbonlu martensit + tərs transformasiyalı austenitdir. Böyük bıçaqlı tökmə istilik müalicəsi istehsalının tətbiqində məhsulun performans tələblərinə cavab verir.
Açar sözlər: ZG06Cr13NI4Mo; martensitik paslanmayan polad; bıçaq
Böyük bıçaqlar hidroelektrik turbinlərin əsas hissələridir. Hissələrin istismar şərtləri nisbətən sərtdir və onlar uzun müddət yüksək təzyiqli su axınının təsirinə, aşınmasına və aşınmasına məruz qalırlar. Material yaxşı hərtərəfli mexaniki xassələrə və korroziyaya davamlılığa malik ZG06Cr13Ni4Mo martensitik paslanmayan poladdan seçilir. Hidroenergetikanın və əlaqəli tökmələrin geniş miqyasda inkişafı ilə ZG06Cr13Ni4Mo kimi paslanmayan polad materialların işləməsi üçün daha yüksək tələblər irəli sürülür. Bu məqsədlə, yerli su elektrik avadanlığı müəssisəsinin ZG06C r13N i4M o böyük bıçaqlarının istehsal sınağı ilə birlikdə, materialın kimyəvi tərkibinə daxili nəzarət, istilik müalicəsi prosesinin müqayisə testi və sınaq nəticələrinin təhlili, optimallaşdırılmış tək normallaşdırıcı + ikiqat istiləşmə istilik. ZG06C r13N i4M o paslanmayan polad materialın emal prosesinin yüksək performans tələblərinə cavab verən tökmə istehsal etməsi müəyyən edilmişdir.
1 Kimyəvi tərkibə daxili nəzarət
ZG06C r13N i4M o materialı yüksək mexaniki xassələrə və aşağı temperaturda yaxşı təsir dayanıqlığına malik olması tələb olunan yüksək möhkəm martenzitik paslanmayan poladdır. Materialın işini yaxşılaşdırmaq üçün kimyəvi tərkibə daxili nəzarət edildi, w (C) ≤ 0,04%, w (P) ≤ 0,025%, w (S) ≤ 0,08% tələb olundu və qaz tərkibinə nəzarət edildi. Cədvəl 1-də materialın daxili nəzarətinin kimyəvi tərkibi diapazonu və nümunənin kimyəvi tərkibinin təhlili nəticələri, Cədvəl 2-də material qazının tərkibinə daxili nəzarət tələbləri və nümunənin qaz tərkibinin təhlili nəticələri göstərilir.
Cədvəl 1 Kimyəvi tərkibi (kütləvi pay, %)
| element | C | Mn | Si | P | S | Ni | Cr | Mo | Cu | Al |
| standart tələb | ≤0,06 | ≤1.0 | ≤0,80 | ≤0,035 | ≤0,025 | 3,5-5,0 | 11.5-13.5 | 0,4-1,0 | ≤0,5 |
|
| Tərkibi Daxili Nəzarət | ≤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 |
| Nəticələri təhlil edin | 0,023 | 1.0 | 0,57 | 0,013 | 0.005 | 4.61 | 13.0 | 0,56 | 0.02 | 0.035 |
Cədvəl 2 Qazın tərkibi (ppm)
| qaz | H | O | N |
| Daxili nəzarət tələbləri | ≤2.5 | ≤80 | ≤150 |
| Nəticələri təhlil edin | 1.69 | 68.6 | 119.3 |
ZG06C r13N i4M o materialı 30 tonluq elektrik sobasında əridilmiş, ərintilər hazırlamaq, tərkibini və temperaturu tənzimləmək üçün 25T LF sobasında təmizlənmiş və 25T VOD sobasında karbürləşdirilmiş və qazsızlaşdırılmış, bununla da ultra aşağı karbonlu ərimiş polad əldə edilmişdir, vahid tərkib, yüksək təmizlik və aşağı zərərli qaz tərkibi. Nəhayət, ərinmiş poladdakı oksigen miqdarını azaltmaq və taxılları daha da saflaşdırmaq üçün son deoksidləşmə üçün alüminium məftil istifadə edilmişdir.
2 İstilik müalicəsi prosesi testi
2.1 Test planı
Test gövdəsi kimi tökmə gövdəsi istifadə edilmişdir, sınaq blokunun ölçüsü 70mm × 70mm × 230mm idi və ilkin istilik müalicəsi yumşaldıcı tavlama idi. Ədəbiyyatla məsləhətləşdikdən sonra istilik müalicəsi prosesinin parametrləri seçilmişdir: normallaşdırma temperaturu 1 010 ℃, ilkin istiləşmə temperaturu 590 ℃, 605 ℃, 620 ℃, ikincil istiləşmə temperaturu 580 ℃ və müqayisəli sınaqlar üçün müxtəlif istiləşmə proseslərindən istifadə edilmişdir. Test planı Cədvəl 3-də göstərilmişdir.
Cədvəl 3 İstilik müalicəsi sınaq planı
| Sınaq planı | İstilik müalicəsi sınaq prosesi | Pilot layihələr |
| A1 | 1 010℃Normallaşma+620℃Terləmə | Dartma xassələri Zərbəyə davamlılıq Sərtlik HB Bükülmə xüsusiyyətləri Mikrostruktur |
| A2 | 1 010 ℃ Normallaşma + 620 ℃ Temperləmə + 580 ℃ Temperləmə | |
| B1 | 1 010℃Normallaşma+620℃Terləmə | |
| B2 | 1 010 ℃ Normallaşma + 620 ℃ Temperləmə + 580 ℃ Temperləmə | |
| C1 | 1 010℃Normallaşma+620℃Terləmə | |
| C2 | 1 010 ℃ Normallaşma + 620 ℃ Temperləmə + 580 ℃ Temperləmə |
2.2 Test nəticələrinin təhlili
2.2.1 Kimyəvi tərkibin təhlili
Cədvəl 1 və Cədvəl 2-də kimyəvi tərkib və qaz tərkibinin təhlili nəticələrindən əsas elementlər və qaz tərkibi optimallaşdırılmış tərkibə nəzarət diapazonuna uyğundur.
2.2.2 Performans testinin nəticələrinin təhlili
Müxtəlif sınaq sxemlərinə uyğun olaraq istilik müalicəsindən sonra GB/T228.1-2010, GB/T229-2007 və GB/T231.1-2009 standartlarına uyğun olaraq mexaniki xassələrin müqayisəli sınaqları aparılmışdır. Eksperimental nəticələr Cədvəl 4 və Cədvəl 5-də göstərilmişdir.
Cədvəl 4 Müxtəlif istilik müalicəsi proseslərinin sxemlərinin mexaniki xüsusiyyətlərinin təhlili
| Sınaq planı | Rp0.2/Mpa | Rm/Mpa | A/％ | Z/％ | AKV/J(0℃） | Sərtlik dəyəri 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 |
Cədvəl 5 Bükülmə testi
| Sınaq planı | Bükülmə testi (d=25，a=90°） | qiymətləndirmə |
| B1 | Crack5.2×1.2mm | Uğursuzluq |
| B2 | Qırığı yoxdur | ixtisaslı |
Mexanik xassələrin müqayisəsi və təhlilindən: (1) Normallaşdırıcı + temperləmə istilik müalicəsi, material daha yaxşı mexaniki xüsusiyyətlər əldə edə bilər, bu da materialın yaxşı sərtləşdiyini göstərir. (2) İstilik müalicəsini normallaşdırdıqdan sonra, tək temperləmə ilə müqayisədə ikiqat istiləşmənin məhsuldarlığı və plastikliyi (uzanması) yaxşılaşdırılır. (3) Bükülmə performansının yoxlanılması və təhlilindən, B1 normallaşdırma + tək temperləmə test prosesinin əyilmə performansı və ikiqat temperləşdirmədən sonra B2 test prosesinin əyilmə testi performansı uyğundur. (4) 6 müxtəlif istiləşmə temperaturunun sınaq nəticələrinin müqayisəsindən, B2 proses sxemi 1 010 ℃ normallaşdırıcı + 605 ℃ tək temperləmə + 580 ℃ ikincil temperləmə ən yaxşı mexaniki xassələrə malikdir, 687 MPa məhsuldarlıq gücü, uzanma 23%, 0℃ temperaturda 160J-dən çox zərbəyə davamlılıq, orta sərtlik 268HB və keyfiyyətli əyilmə performansı, hamısı materialın performans tələblərinə cavab verir.
2.2.3 Metalloqrafik strukturun təhlili
Material B1 və B2 test proseslərinin metalloqrafik strukturu GB/T13298-1991 standartına uyğun olaraq təhlil edilmişdir. Şəkil 1-də normallaşdırıcı + 605℃ birinci istiləşmənin metalloqrafik quruluşu, Şəkil 2-də isə normallaşdırıcı + birinci istiləşmə + ikinci istiləşmənin metalloqrafik quruluşu göstərilir. Metaloqrafik yoxlama və təhlildən ZG06C r13N i4M o-nun istilik müalicəsindən sonra əsas strukturu aşağı karbonlu lata martensit + tərs austenitdir. Metaloqrafik strukturun təhlilinə əsasən, birinci temperləmədən sonra materialın lath martensit dəstələri daha qalın və uzun olur. İkinci istiləşmədən sonra matrisin strukturu bir qədər dəyişir, martensit strukturu da bir qədər təmizlənir və struktur daha vahid olur; performans baxımından məhsuldarlıq və plastiklik müəyyən dərəcədə yaxşılaşdırılır.
Şəkil 1 ZG06Cr13Ni4Mo normallaşdırıcı + bir temperləşdirmə mikro strukturu
Şəkil 2 ZG06Cr13Ni4Mo normallaşdırma + iki dəfə temperləmə metalloqrafik quruluş
2.2.4 Sınaq nəticələrinin təhlili
1) Test ZG06C r13N i4M o materialının yaxşı sərtliyə malik olduğunu təsdiqlədi. Normallaşdırıcı + istiləşmə istilik müalicəsi vasitəsilə material yaxşı mexaniki xüsusiyyətlər əldə edə bilər; normallaşdırıcı istilik müalicəsindən sonra iki istiləşmənin məhsuldarlıq gücü və plastik xassələri (uzadılması) bir istiləşmə ilə müqayisədə xeyli yüksəkdir.
2) Sınaq təhlili sübut edir ki, ZG06C r13N i4M o-nun normallaşdıqdan sonra strukturu martensit, istiləşmədən sonra quruluşu isə aşağı karbonlu lata temperlənmiş martensit + tərs austenitdir. Temperlənmiş strukturdakı tərs austenit yüksək istilik sabitliyinə malikdir və materialın mexaniki xüsusiyyətlərinə, təsir xüsusiyyətlərinə və tökmə və qaynaq prosesinin xüsusiyyətlərinə əhəmiyyətli təsir göstərir. Buna görə də, material yüksək möhkəmliyə, yüksək plastik möhkəmliyə, uyğun sərtliyə, yaxşı çatlama müqavimətinə və istilik müalicəsindən sonra yaxşı tökmə və qaynaq xüsusiyyətlərinə malikdir.
3) ZG06C r13N i4M o-nun ikincil istiləşmə göstəricilərinin yaxşılaşdırılmasının səbəblərini təhlil edin. ZG06C r13N i4M o normallaşdırıldıqdan, qızdırıldıqdan və istiliyin qorunmasından sonra austenitləşmədən sonra incə dənəli austenit əmələ gətirir, sonra isə sürətli soyuduqdan sonra aşağı karbonlu martensitə çevrilir. Birinci temperləmə zamanı martensitdəki həddindən artıq doymuş karbon karbidlər şəklində çökür və bununla da materialın möhkəmliyini azaldır və materialın plastikliyini və möhkəmliyini yaxşılaşdırır. Birinci istiləşmənin yüksək temperaturuna görə, birinci temperləmə temperlənmiş martenzitə əlavə olaraq son dərəcə incə tərs austenit istehsal edir. Bu tərs austenitlər temperləşdirmə soyudulması zamanı qismən martenzitə çevrilir, ikincil temperləşdirmə prosesində yenidən əmələ gələn stabil əks austenit nüvələşməsi və böyüməsi üçün şərait yaradır. İkinci dərəcəli istiləşmənin məqsədi kifayət qədər stabil əks austenit əldə etməkdir. Bu tərs austenitlər plastik deformasiya zamanı faza transformasiyasına məruz qala bilər və bununla da materialın möhkəmliyini və plastikliyini yaxşılaşdırır. Məhdud şəraitə görə əks austeniti müşahidə etmək və təhlil etmək mümkün olmadığından bu təcrübə müqayisəli analiz üçün əsas tədqiqat obyekti kimi mexaniki xassələri və mikrostrukturunu götürməlidir.
3 İstehsal tətbiqi
ZG06C r13N i4M o əla performansa malik yüksək dayanıqlı paslanmayan polad tökmə polad materialdır. Bıçaqların faktiki istehsalı həyata keçirildikdə, istehsal üçün kimyəvi tərkibi və təcrübə ilə müəyyən edilmiş daxili nəzarət tələbləri və ikincil normallaşdırma + istiləşmənin istilik müalicəsi prosesindən istifadə olunur. İstilik emal prosesi Şəkil 3-də göstərilmişdir. Hazırda 10 iri hidroenergetika plitənin istehsalı başa çatdırılmışdır və performans bütün istifadəçi tələblərinə cavab vermişdir. Onlar istifadəçinin təkrar yoxlamasından keçmiş və yaxşı qiymət almışlar.
Mürəkkəb əyri bıçaqların, böyük kontur ölçülərinin, qalın mil başlıqlarının və asan deformasiya və krekinq xüsusiyyətləri üçün istilik müalicəsi prosesində bəzi proses tədbirləri görülməlidir:
1) Şaftın başı aşağı, bıçaq yuxarıdır. Minimum deformasiyanı asanlaşdırmaq üçün soba yükləmə sxemi Şəkil 4-də göstərildiyi kimi qəbul edilir;
2) Soyudulmasını təmin etmək üçün tökmələr və tökmələr və yastıqlı dəmir alt lövhə arasında kifayət qədər böyük boşluq olmasını təmin edin və qalın mil başlığının ultrasəs aşkarlama tələblərinə cavab verdiyini təmin edin;
3) Çatlamanın qarşısını almaq üçün qızdırma prosesi zamanı tökmənin təşkilati gərginliyini minimuma endirmək üçün iş parçasının istilik mərhələsi bir neçə dəfə seqmentlərə bölünür.
Yuxarıda göstərilən istilik müalicəsi tədbirlərinin həyata keçirilməsi bıçağın istilik müalicəsinin keyfiyyətini təmin edir.
Şəkil 3 ZG06Cr13Ni4Mo bıçağın istilik müalicəsi prosesi
Şəkil 4 Blade istilik müalicəsi prosesi soba yükləmə sxemi
4 Nəticələr
1) Materialın kimyəvi tərkibinə daxili nəzarət əsasında, istilik müalicəsi prosesinin sınağı ilə müəyyən edilir ki, ZG06C r13N i4M o yüksək davamlı paslanmayan polad materialın istilik müalicəsi prosesi 1 istilik müalicəsi prosesidir. 010 ℃ normallaşdırıcı + 605 ℃ ilkin temperləmə + 580 ℃ ikincil temperləmə, bu da tökmə materialının mexaniki xüsusiyyətlərinin, aşağı temperaturda təsir xüsusiyyətlərinin və soyuq əyilmə xüsusiyyətlərinin standart tələblərə cavab verməsini təmin edə bilər.
2) ZG06C r13N i4M o material yaxşı sərtliyə malikdir. Normallaşdırıldıqdan sonra + iki dəfə temperləndirici istilik müalicəsindən sonra quruluş, yüksək gücə, yüksək plastik möhkəmliyə, uyğun sərtliyə, yaxşı çatlama müqavimətinə və yaxşı tökmə və qaynaq performansına malik olan aşağı karbonlu lata martensit + tərs austenitdir.
3) Təcrübə ilə müəyyən edilmiş normallaşdırma + iki dəfə istiləşmənin istilik müalicəsi sxemi istilik müalicəsi prosesində böyük bıçaqların istehsalına tətbiq edilir və material xüsusiyyətləri hamısı istifadəçinin standart tələblərinə cavab verir.
Göndərmə vaxtı: 28 iyun 2024-cü il
