Համառոտ ուսումնասիրվել է ջերմային մշակման տարբեր գործընթացների ազդեցությունը ZG06Cr13Ni4Mo նյութի աշխատանքի վրա: Թեստը ցույց է տալիս, որ 1 010℃ նորմալացում + 605℃ առաջնային կոփում + 580℃ երկրորդային կոփում ջերմային բուժումից հետո նյութը հասնում է կատարողականության լավագույն ցուցանիշին: Նրա կառուցվածքը ցածր ածխածնային մարտենսիտ + հակադարձ փոխակերպման ավստենիտ է, բարձր ամրությամբ, ցածր ջերմաստիճանի դիմացկունությամբ և հարմար կարծրությամբ: Այն համապատասխանում է արտադրանքի կատարողականի պահանջներին մեծ շեղբերով ձուլման ջերմամշակման արտադրության մեջ:
Բանալի բառեր՝ ZG06Cr13NI4Mo; մարտենզիտ չժանգոտվող պողպատ; սայր
Խոշոր շեղբերները հիդրոէներգետիկ տուրբինների հիմնական մասերն են: Մասերի սպասարկման պայմանները համեմատաբար կոշտ են, և դրանք երկար ժամանակ ենթարկվում են բարձր ճնշման ջրի հոսքի ազդեցության, մաշվածության և էրոզիայի։ Նյութը ընտրված է ZG06Cr13Ni4Mo մարտենզիտ չժանգոտվող պողպատից՝ լավ համապարփակ մեխանիկական հատկություններով և կոռոզիոն դիմադրությամբ: Հիդրոէներգետիկայի և հարակից ձուլվածքների զարգացմամբ դեպի լայնածավալ, ավելի բարձր պահանջներ են առաջադրվում չժանգոտվող պողպատից նյութերի աշխատանքի համար, ինչպիսին է ZG06Cr13Ni4Mo: Այդ նպատակով, զուգորդվում է կենցաղային հիդրոէներգետիկ սարքավորումների ձեռնարկության ZG06C r13N i4M կամ մեծ շեղբերների արտադրական փորձարկման հետ, նյութի քիմիական կազմի ներքին հսկողության, ջերմամշակման գործընթացի համեմատական թեստի և փորձարկման արդյունքների վերլուծության, օպտիմիզացված մեկ նորմալացման + կրկնակի կոփման ջերմության միջոցով: ZG06C r13N i4M o չժանգոտվող պողպատի նյութի մշակման գործընթացը որոշվել է արտադրել ձուլվածքներ, որոնք համապատասխանում են բարձր կատարողականության պահանջներին:
1 Քիմիական կազմի ներքին հսկողություն
ZG06C r13N i4M o նյութը բարձր ամրության մարտենսիտային չժանգոտվող պողպատից է, որը պետք է ունենա բարձր մեխանիկական հատկություններ և ցածր ջերմաստիճանի ազդեցության դիմացկունություն: Նյութի արդյունավետությունը բարելավելու համար քիմիական բաղադրությունը վերահսկվում էր ներքին կարգով, որը պահանջում էր w (C) ≤ 0,04%, w (P) ≤ 0,025%, w (S) ≤ 0,08%, իսկ գազի պարունակությունը վերահսկվում էր: Աղյուսակ 1-ը ցույց է տալիս նյութի ներքին հսկողության քիմիական կազմի միջակայքը և նմուշի քիմիական կազմի վերլուծության արդյունքները, իսկ 2-րդ աղյուսակը ցույց է տալիս նյութի գազի պարունակության ներքին հսկողության պահանջները և նմուշի գազի պարունակության վերլուծության արդյունքները:
Աղյուսակ 1 Քիմիական բաղադրություն (զանգվածային բաժին, %)
| տարր | C | Mn | Si | P | S | Ni | Cr | Mo | Cu | Al |
| ստանդարտ պահանջ | ≤0.06 | ≤1.0 | ≤0,80 | ≤0,035 | ≤0,025 | 3,5-5,0 | 11.5-13.5 | 0,4-1,0 | ≤0,5 |
|
| Բաղադրիչներ Ներքին հսկողություն | ≤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 |
| Վերլուծեք արդյունքները | 0,023 | 1.0 | 0,57 | 0,013 | 0,005 | 4.61 | 13.0 | 0,56 | 0.02 | 0,035 |
Աղյուսակ 2 Գազի պարունակությունը (ppm)
| գազ | H | O | N |
| Ներքին հսկողության պահանջներ | ≤2,5 | ≤80 | ≤150 |
| Վերլուծեք արդյունքները | 1.69 | 68.6 | 119.3 |
ZG06C r13N i4M o նյութը հալվել է 30 տ էլեկտրական վառարանում, զտվել է 25Տ LF վառարանում՝ համաձուլման, բաղադրությունը և ջերմաստիճանը կարգավորելու համար, և ածխաթթվացվել և գազազերծվել է 25T VOD վառարանում՝ դրանով իսկ ստանալով հալված պողպատ՝ ծայրահեղ ցածր ածխածնի հետ: միատեսակ բաղադրություն, բարձր մաքրություն և ցածր վնասակար գազի պարունակություն։ Ի վերջո, ալյումինե մետաղալարն օգտագործվել է վերջնական դեօքսիդացման համար՝ հալած պողպատում թթվածնի պարունակությունը նվազեցնելու և հատիկները հետագա մաքրելու համար:
2 Ջերմային բուժման գործընթացի փորձարկում
2.1 Փորձարկման պլան
Ձուլման մարմինը օգտագործվել է որպես փորձարկման մարմին, փորձարկման բլոկի չափը եղել է 70 մմ × 70 մմ × 230 մմ, իսկ նախնական ջերմային բուժումը փափկեցնող եռացումն էր: Գրականությանը ծանոթանալուց հետո ընտրված ջերմային մշակման գործընթացի պարամետրերն են՝ նորմալացման ջերմաստիճանը 1 010℃, առաջնային կոփման ջերմաստիճանները՝ 590℃, 605℃, 620℃, երկրորդական կոփման ջերմաստիճանը 580℃, և տարբեր կոփման գործընթացներ օգտագործվել են համեմատական թեստերի համար: Փորձարկման պլանը ներկայացված է Աղյուսակ 3-ում:
Աղյուսակ 3 Ջերմային բուժման փորձարկման պլան
| Փորձարկման պլան | Ջերմային բուժման փորձարկման գործընթացը | Պիլոտային նախագծեր |
| A1 | 1 010℃Նորմալացնող+620℃ Կոփում | Ձգվող հատկություններ Ազդեցության ամրություն Կարծրություն HB Ճկման հատկություններ Միկրոկառուցվածք |
| A2 | 1 010℃Նորմալացնող+620℃Կաղտոտում+580℃Կաղապարում | |
| B1 | 1 010℃Նորմալացնող+620℃ Կոփում | |
| B2 | 1 010℃Նորմալացնող+620℃Կաղտոտում+580℃Կաղապարում | |
| C1 | 1 010℃Նորմալացնող+620℃ Կոփում | |
| C2 | 1 010℃Նորմալացնող+620℃Կաղտոտում+580℃Կաղապարում |
2.2 Փորձարկման արդյունքների վերլուծություն
2.2.1 Քիմիական կազմի վերլուծություն
Աղյուսակ 1-ում և 2-ում քիմիական կազմի և գազի պարունակության վերլուծության արդյունքներից հիմնական տարրերը և գազի պարունակությունը համահունչ են բաղադրության վերահսկման օպտիմալացված տիրույթին:
2.2.2 Կատարման թեստի արդյունքների վերլուծություն
Տարբեր փորձարկման սխեմաների համաձայն ջերմային մշակումից հետո մեխանիկական հատկությունների համեմատական թեստեր են իրականացվել GB/T228.1-2010, GB/T229-2007 և GB/T231.1-2009 ստանդարտներին համապատասխան: Փորձարարական արդյունքները ներկայացված են Աղյուսակ 4-ում և Աղյուսակ 5-ում:
Աղյուսակ 4 Տարբեր ջերմային մշակման գործընթացների մեխանիկական հատկությունների վերլուծություն
| Փորձարկման պլան | Rp0.2/Mpa | Rm/Mpa | A/％ | Z/％ | AKV/J(0℃) | Կոշտության արժեքը HBW |
| ստանդարտ | ≥550 | ≥750 | ≥15 | ≥35 | ≥50 | 210-290 թթ |
| A1 | 526 թ | 786 թ | 21.5 | 71 | 168, 160, 168 | 247 |
| A2 | 572 թ | 809 թ | 26 | 71 | 142, 143, 139 | 247 |
| B1 | 588 թ | 811 թ | 21.5 | 71 | 153, 144, 156 | 250 |
| B2 | 687 թ | 851 թ | 23 | 71 | 172, 165, 176 | 268 |
| C1 | 650 թ | 806 թ | 23 | 71 | 147, 152, 156 | 247 |
| C2 | 664 թ | 842 թ | 23.5 | 70 | 147, 141, 139 | 263 |
Աղյուսակ 5 Ճկման փորձարկում
| Փորձարկման պլան | Ճկման փորձարկում (d=25,a=90°) | գնահատականը |
| B1 | Ճեղք 5,2×1,2 մմ | Անհաջողություն |
| B2 | Ճեղքեր չկան | որակավորված |
Մեխանիկական հատկությունների համեմատությունից և վերլուծությունից. (1) Նորմալացնելով + կոփող ջերմային մշակումը, նյութը կարող է ձեռք բերել ավելի լավ մեխանիկական հատկություններ, ինչը ցույց է տալիս, որ նյութն ունի լավ կարծրություն: (2) Ջերմային մշակումը նորմալացնելուց հետո կրկնակի կոփման ելքի ուժը և պլաստիկությունը (երկարացումը) բարելավվում են՝ համեմատած միայնակ կոփման հետ: (3) Կռում կատարողականի ստուգումից և վերլուծությունից, B1 նորմալացման + մեկ կոփման փորձարկման գործընթացի ճկման կատարումը որակավորված չէ, և կրկնակի կոփումից հետո B2 փորձարկման գործընթացի ճկման փորձարկման կատարումը որակավորվում է: (4) 6 տարբեր կոփման ջերմաստիճանների փորձարկման արդյունքների համեմատությունից, B2 գործընթացի սխեման 1 010℃ նորմալացնող + 605℃ մեկ կոփում + 580℃ երկրորդային կոփում ունի լավագույն մեխանիկական հատկությունները, ելքի ուժը 687 ՄՊա, երկարացում: 23%, 160J-ից ավելի ազդեցության դիմացկունություն 0℃-ում, չափավոր կարծրություն 268HB և որակյալ ճկման կատարում, բոլորը համապատասխանում են նյութի կատարողականի պահանջներին:
2.2.3 Մետաղագրական կառուցվածքի վերլուծություն
Նյութի B1 և B2 փորձարկման պրոցեսների մետաղագրական կառուցվածքը վերլուծվել է ըստ GB/T13298-1991 ստանդարտի: Նկար 1-ը ցույց է տալիս նորմալացման + 605℃ առաջին կոփման մետալոգրաֆիական կառուցվածքը, իսկ Նկար 2-ը ցույց է տալիս նորմալացման + առաջին կոփման + երկրորդ կոփման մետաղագրական կառուցվածքը: Մետաղագրական ստուգումից և վերլուծությունից ZG06C r13N i4M o-ի հիմնական կառուցվածքը ջերմային մշակումից հետո ցածր ածխածնային շերտավոր մարտենսիտ + հակադարձ ավստենիտ է: Մետաղագրական կառուցվածքի վերլուծության արդյունքում նյութի շերտավոր մարտենզիտի կապոցները առաջին կոփումից հետո ավելի հաստ են և երկար: Երկրորդ կոփումից հետո մատրիցային կառուցվածքը փոքր-ինչ փոխվում է, մարտենզիտի կառուցվածքը նույնպես մի փոքր զտված է, և կառուցվածքը ավելի միատեսակ է. կատարողականի առումով որոշ չափով բարելավվում են զիջման ուժը և պլաստիկությունը:
Նկար 1 ZG06Cr13Ni4Mo նորմալացնող + մեկ կոփման միկրոկառուցվածք
Նկար 2 ZG06Cr13Ni4Mo նորմալացնող + կրկնակի կոփող մետաղագրական կառուցվածք
2.2.4 Փորձարկման արդյունքների վերլուծություն
1) Փորձարկումը հաստատեց, որ ZG06C r13N i4M o նյութն ունի լավ կարծրություն: Նորմալացման + կոփման ջերմային մշակման միջոցով նյութը կարող է ձեռք բերել լավ մեխանիկական հատկություններ. Ջերմային մշակման նորմալացումից հետո երկու կոփումների զիջման ուժը և պլաստիկ հատկությունները (երկարացումը) շատ ավելի բարձր են, քան մեկ կոփման հատկությունները:
2) Փորձնական անալիզը ցույց է տալիս, որ ZG06C r13N i4M o-ի կառուցվածքը նորմալացումից հետո մարտենսիտ է, իսկ կոփումից հետո կառուցվածքը ցածր ածխածնային շերտով մարտենսիտ + հակադարձ ավստենիտ է: Հակադարձ ավստենիտը կոփված կառուցվածքում ունի բարձր ջերմային կայունություն և էական ազդեցություն ունի նյութի մեխանիկական հատկությունների, ազդեցության հատկությունների և ձուլման և եռակցման գործընթացի հատկությունների վրա: Հետևաբար, նյութը ունի բարձր ամրություն, բարձր պլաստիկ ամրություն, համապատասխան կարծրություն, լավ ճաքերի դիմադրություն և լավ ձուլման և եռակցման հատկություններ ջերմային մշակումից հետո:
3) Վերլուծել ZG06C r13N i4M o-ի երկրորդական կոփման կատարողականի բարելավման պատճառները. Նորմալացումից, տաքացումից և ջերմության պահպանումից հետո ZG06C r13N i4M o-ն աուստենիտացումից հետո ձևավորում է մանրահատիկ ավստենիտ, այնուհետև արագ սառչումից հետո վերածվում է ցածր ածխածնային մարտենզիտի: Առաջին կոփման ժամանակ մարտենզիտի գերհագեցած ածխածինը նստում է կարբիդների տեսքով՝ դրանով իսկ նվազեցնելով նյութի ամրությունը և բարելավելով նյութի պլաստիկությունն ու ամրությունը: Առաջին կոփման բարձր ջերմաստիճանի պատճառով, առաջին կոփման ժամանակ, ի լրումն կոփված մարտենզիտի, ստացվում է չափազանց նուրբ հակադարձ ավստենիտ: Այս հակադարձ ավստենիտները մասամբ վերածվում են մարտենզիտի կոփման սառեցման ժամանակ՝ պայմաններ ապահովելով կայուն հակադարձ ավստենիտի միջուկացման և աճի համար, որը կրկին առաջացել է երկրորդական կոփման գործընթացում: Երկրորդային կոփման նպատակը բավականաչափ կայուն հակադարձ ավստենիտ ստանալն է: Այս հակադարձ ավստենիտները կարող են ենթարկվել փուլային փոխակերպման պլաստիկ դեֆորմացիայի ժամանակ՝ դրանով իսկ բարելավելով նյութի ամրությունն ու պլաստիկությունը: Սահմանափակ պայմանների պատճառով անհնար է դիտարկել և վերլուծել հակադարձ ավստենիտը, ուստի այս փորձը համեմատական վերլուծության համար պետք է վերցնի մեխանիկական հատկությունները և միկրոկառուցվածքը որպես հիմնական հետազոտական օբյեկտներ:
3 Արտադրական հայտ
ZG06C r13N i4M o-ն բարձր ամրության չժանգոտվող պողպատից ձուլածո պողպատից նյութ է՝ գերազանց կատարողականությամբ: Երբ կատարվում է շեղբերների փաստացի արտադրություն, արտադրության համար օգտագործվում են քիմիական կազմի և ներքին հսկողության պահանջները, որոնք որոշվում են փորձով, և երկրորդական նորմալացման + կոփում ջերմային մշակման գործընթացը: Ջերմային մշակման գործընթացը ցույց է տրված Նկար 3-ում: Ներկայումս 10 խոշոր հիդրոէներգետիկ շեղբերների արտադրությունն ավարտված է, և բոլոր կատարումը բավարարել է օգտագործողի պահանջները: Նրանք անցել են օգտագործողի կրկնակի ստուգումը և լավ գնահատական են ստացել:
Բարդ կոր շեղբերների, ուրվագծային մեծ չափսերի, հաստ լիսեռների, ինչպես նաև հեշտ դեֆորմացիայի և ճաքերի բնութագրերի համար ջերմային մշակման գործընթացում անհրաժեշտ է ձեռնարկել գործընթացի որոշ միջոցառումներ.
1) լիսեռի գլուխը դեպի ներքև է, իսկ սայրը դեպի վեր: Վառարանների բեռնման սխեման ընդունված է նվազագույն դեֆորմացիան հեշտացնելու համար, ինչպես ցույց է տրված Նկար 4-ում;
2) Ապահովել, որ կա բավականաչափ մեծ բացվածք ձուլվածքների և ձուլվածքների և բարձի երկաթե ներքևի ափսեի միջև, որպեսզի ապահովվի սառեցումը, և համոզվեք, որ հաստ լիսեռի գլուխը համապատասխանում է ուլտրաձայնային հայտնաբերման պահանջներին.
3) Աշխատանքային մասի տաքացման փուլը մի քանի անգամ բաժանվում է, որպեսզի նվազագույնի հասցվի ձուլման կազմակերպչական սթրեսը ջեռուցման գործընթացում` ճեղքելը կանխելու համար:
Վերոնշյալ ջերմամշակման միջոցառումների իրականացումը ապահովում է սայրի ջերմամշակման որակը:
Նկար 3 ZG06Cr13Ni4Mo սայրի ջերմային մշակման գործընթացը
Նկար 4 Շեղբերով ջերմամշակման գործընթացի վառարանի բեռնման սխեման
4 Եզրակացություններ
1) Նյութի քիմիական կազմի ներքին հսկողության հիման վրա, ջերմային մշակման գործընթացի փորձարկման միջոցով, որոշվում է, որ ZG06C r13N i4M o բարձր ամրության չժանգոտվող պողպատից նյութի ջերմամշակման գործընթացը 1-ի ջերմամշակման գործընթաց է: 010℃ նորմալացնող + 605℃ առաջնային կոփում + 580℃ երկրորդական կոփում, որը կարող է ապահովել, որ ձուլման նյութի մեխանիկական հատկությունները, ցածր ջերմաստիճանի ազդեցության հատկությունները և սառը ճկման հատկությունները համապատասխանում են ստանդարտ պահանջներին:
2) ZG06C r13N i4M o նյութն ունի լավ կարծրություն: Նորմալացումից + կրկնակի կոփման ջերմային բուժումից հետո կառուցվածքը ցածր ածխածնային շերտավոր մարտենսիտ + հակադարձ ավստենիտ է լավ կատարողականությամբ, որն ունի բարձր ամրություն, բարձր պլաստիկ ամրություն, համապատասխան կարծրություն, լավ ճաքերի դիմադրություն և ձուլման և եռակցման լավ կատարում:
3) Փորձով որոշված նորմալացման + կրկնակի կոփման ջերմամշակման սխեման կիրառվում է մեծ շեղբերների ջերմամշակման գործընթացի արտադրության համար, և նյութի հատկությունները բոլորը համապատասխանում են օգտագործողի ստանդարտ պահանջներին:
Հրապարակման ժամանակը` հունիս-28-2024
