Abstrakt: Është studiuar ndikimi i proceseve të ndryshme të trajtimit termik në performancën e materialit ZG06Cr13Ni4Mo. Testi tregon se pas trajtimit të nxehtësisë në 1 010 ℃ normalizimin + 605 ℃ kalitje parësore + 580 ℃ kalitje sekondare, materiali arrin indeksin më të mirë të performancës. Struktura e tij është martensit me karbon të ulët + austenit me transformim të kundërt, me forcë të lartë, rezistencë në temperaturë të ulët dhe fortësi të përshtatshme. Ai plotëson kërkesat e performancës së produktit në aplikimin e prodhimit të trajtimit termik me derdhje të madhe me teh.
Fjalë kyçe: ZG06Cr13NI4Mo; çelik inox martenzitik; teh
Tehët e mëdhenj janë pjesë kyçe në turbinat hidroenergjetike. Kushtet e shërbimit të pjesëve janë relativisht të ashpra dhe ato i nënshtrohen ndikimit të rrjedhës së ujit me presion të lartë, konsumimit dhe gërryerjes për një kohë të gjatë. Materiali është zgjedhur nga çelik inox martensitik ZG06Cr13Ni4Mo me veti të mira mekanike gjithëpërfshirëse dhe rezistencë ndaj korrozionit. Me zhvillimin e hidrocentraleve dhe derdhjeve të lidhura me to drejt shkallës së gjerë, parashtrohen kërkesa më të larta për performancën e materialeve inox si ZG06Cr13Ni4Mo. Për këtë qëllim, kombinuar me provën e prodhimit të ZG06C r13N i4M o teheve të mëdha të një ndërmarrjeje pajisjesh hidroenergjetike vendase, përmes kontrollit të brendshëm të përbërjes kimike të materialit, testit të krahasimit të procesit të trajtimit të nxehtësisë dhe analizës së rezultateve të testit, normalizimit të vetëm të optimizuar + nxehtësisë kalitëse të dyfishtë procesi i trajtimit të ZG06C r13N i4M o materiali çelik inox u përcaktua për të prodhuar kallëp që plotësojnë kërkesat e performancës së lartë.
1 Kontrolli i brendshëm i përbërjes kimike
Materiali ZG06C r13N i4M o është çelik inox martenzitik me rezistencë të lartë, i cili kërkohet të ketë veti të larta mekanike dhe rezistencë të mirë ndaj ndikimit në temperaturë të ulët. Për të përmirësuar performancën e materialit, përbërja kimike kontrollohej nga brenda, duke kërkuar w (C) ≤ 0,04%, w (P) ≤ 0,025%, w (S) ≤ 0,08%, dhe përmbajtja e gazit ishte e kontrolluar. Tabela 1 tregon gamën e përbërjes kimike të kontrollit të brendshëm të materialit dhe rezultatet e analizës së përbërjes kimike të kampionit, dhe Tabela 2 tregon kërkesat e kontrollit të brendshëm të përmbajtjes së gazit të materialit dhe rezultatet e analizës së përmbajtjes së gazit të mostrës.
Tabela 1 Përbërja kimike (fraksioni masiv, %)
| element | C | Mn | Si | P | S | Ni | Cr | Mo | Cu | Al |
| kërkesë standarde | ≤0.06 | ≤1.0 | ≤0,80 | ≤0.035 | ≤0.025 | 3,5-5,0 | 11.5-13.5 | 0,4-1,0 | ≤0,5 |
|
| Përbërësit Kontrolli i Brendshëm | ≤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 |
| Analizoni rezultatet | 0,023 | 1.0 | 0.57 | 0,013 | 0,005 | 4.61 | 13.0 | 0.56 | 0.02 | 0,035 |
Tabela 2 Përmbajtja e gazit (ppm)
| gazi | H | O | N |
| Kërkesat e kontrollit të brendshëm | ≤2.5 | ≤80 | ≤150 |
| Analizoni rezultatet | 1.69 | 68.6 | 119.3 |
Materiali ZG06C r13N i4M o u shkri në një furrë elektrike 30 t, u rafinua në një furrë 25 T LF për lidhje, rregullimin e përbërjes dhe temperaturës, dhe u dekarburizua dhe u degazua në një furre 25T VOD, duke përftuar kështu çelik të shkrirë me karbon jashtëzakonisht të ulët. përbërje uniforme, pastërti të lartë dhe përmbajtje të ulët të gazit të dëmshëm. Së fundi, tela alumini u përdor për deoksidimin përfundimtar për të zvogëluar përmbajtjen e oksigjenit në çelikun e shkrirë dhe për të rafinuar më tej kokrrat.
2 Testi i procesit të trajtimit të nxehtësisë
2.1 Plani i testimit
Trupi i derdhjes u përdor si trupi i provës, madhësia e bllokut të provës ishte 70 mm × 70 mm × 230 mm dhe trajtimi paraprak i nxehtësisë ishte pjekja zbutëse. Pas konsultimit të literaturës, parametrat e procesit të trajtimit termik të përzgjedhur ishin: temperatura normalizimi 1 010℃, temperaturat e kalitjes primare 590℃, 605℃, 620℃, temperatura e kalitjes dytësore 580℃ dhe procese të ndryshme kalitjeje u përdorën për teste krahasuese. Plani i testimit është paraqitur në tabelën 3.
Tabela 3 Plani i testit të trajtimit të nxehtësisë
| Plani i provës | Procesi i testimit të trajtimit të nxehtësisë | Projektet pilot |
| A1 | 1 010℃Normalizues+620℃Kalitet | Vetitë tërheqëse Rezistenca në ndikim Fortësia HB Vetitë e përkuljes Mikrostruktura |
| A2 | 1 010 ℃ Normalizues + 620 ℃ Kalitje + 580 ℃ Kalitje | |
| B1 | 1 010℃Normalizues+620℃Kalitet | |
| B2 | 1 010 ℃ Normalizues + 620 ℃ Kalitje + 580 ℃ Kalitje | |
| C1 | 1 010℃Normalizues+620℃Kalitet | |
| C2 | 1 010 ℃ Normalizues + 620 ℃ Kalitje + 580 ℃ Kalitje |
2.2 Analiza e rezultateve të testit
2.2.1 Analiza e përbërjes kimike
Nga rezultatet e analizës së përbërjes kimike dhe përmbajtjes së gazit në Tabelën 1 dhe Tabelën 2, elementët kryesorë dhe përmbajtja e gazit janë në përputhje me diapazonin e optimizuar të kontrollit të përbërjes.
2.2.2 Analiza e rezultateve të testit të performancës
Pas trajtimit termik sipas skemave të ndryshme të provës, testet e krahasimit të vetive mekanike u kryen në përputhje me standardet GB/T228.1-2010, GB/T229-2007 dhe GB/T231.1-2009. Rezultatet eksperimentale janë paraqitur në Tabelën 4 dhe Tabelën 5.
Tabela 4 Analiza e vetive mekanike të skemave të ndryshme të procesit të trajtimit termik
| Plani i provës | Rp0.2/Mpa | Rm/Mpa | A/％ | Z/％ | AKV/J(0℃) | Vlera e fortësisë HBW |
| standarde | ≥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 |
Tabela 5 Testi i përkuljes
| Plani i provës | Testi i përkuljes (d=25,a=90°) | vlerësimi |
| B1 | Plasaritja 5,2×1,2 mm | Dështimi |
| B2 | Nuk ka të çara | kualifikuar |
Nga krahasimi dhe analiza e vetive mekanike: (1) Normalizimi + trajtimi termik i kalitjes, materiali mund të marrë veti mekanike më të mira, duke treguar se materiali ka ngurtësim të mirë. (2) Pas normalizimit të trajtimit termik, forca e rendimentit dhe plasticiteti (zgjatja) e kalitjes së dyfishtë përmirësohen në krahasim me kalitjen e vetme. (3) Nga inspektimi dhe analiza e performancës së përkuljes, performanca e përkuljes së procesit të testimit të normalizimit + kalitje e vetme B1 është e pakualifikuar, dhe performanca e provës së përkuljes së procesit të testimit B2 pas kalitjes së dyfishtë është e kualifikuar. (4) Nga krahasimi i rezultateve të testit të 6 temperaturave të ndryshme kalitjeje, skema e procesit B2 prej 1 010℃ normalizimi + 605℃ kalitje e vetme + kalitje dytësore 580℃ ka vetitë më të mira mekanike, me një forcë rendimenti prej 687MPa, një zgjatim prej 23%, një rezistencë ndaj ndikimit më shumë se 160J në 0℃, një fortësi mesatare prej 268HB dhe një performancë e kualifikuar në përkulje, të gjitha plotësojnë kërkesat e performancës së materialit.
2.2.3 Analiza e strukturës metalografike
Struktura metalografike e proceseve testuese të materialit B1 dhe B2 është analizuar sipas standardit GB/T13298-1991. Figura 1 tregon strukturën metalografike të kalitjes së parë normalizuese + 605℃, dhe Figura 2 tregon strukturën metalografike të normalizimit + kalitjes së parë + kalitjes së dytë. Nga inspektimi dhe analiza metalografike, struktura kryesore e ZG06C r13N i4M o pas përpunimit termik është martensiti me qesë me karbon të ulët + austeniti i kundërt. Nga analiza e strukturës metalografike, tufat e martensitit të materialit pas kalitjes së parë janë më të trasha dhe më të gjata. Pas kalitjes së dytë, struktura e matricës ndryshon pak, struktura e martensitit është gjithashtu pak e rafinuar dhe struktura është më uniforme; për sa i përket performancës, forca e rendimentit dhe plasticiteti janë përmirësuar në një masë të caktuar.
Figura 1 ZG06Cr13Ni4Mo normalizues + një mikrostrukturë kalitjeje
Figura 2 ZG06Cr13Ni4Mo normalizimi + struktura metalografike e kalitur dy herë
2.2.4 Analiza e rezultateve të testit
1) Testi konfirmoi se materiali ZG06C r13N i4M o ka forcim të mirë. Nëpërmjet trajtimit termik normalizimi + kalitje, materiali mund të marrë veti të mira mekanike; forca e rendimentit dhe vetitë plastike (zgjatja) e dy kalitjeve pas normalizimit të trajtimit termik janë shumë më të larta se ato të një kalitjeje.
2) Analiza e provës vërteton se struktura e ZG06C r13N i4M o pas normalizimit është martenzit, dhe struktura pas kalitjes është martensit i kalitur me tel me karbon të ulët + austenit i kundërt. Austeniti i kundërt në strukturën e kalitur ka qëndrueshmëri të lartë termike dhe ka një efekt të rëndësishëm në vetitë mekanike, vetitë e ndikimit dhe vetitë e procesit të derdhjes dhe saldimit të materialit. Prandaj, materiali ka forcë të lartë, rezistencë të lartë plastike, fortësi të përshtatshme, rezistencë të mirë ndaj plasaritjes dhe veti të mira derdhjeje dhe saldimi pas trajtimit termik.
3) Analizoni arsyet për përmirësimin e performancës së kalitjes dytësore të ZG06C r13N i4M o. Pas normalizimit, ngrohjes dhe ruajtjes së nxehtësisë, ZG06C r13N i4M o formon austenit me grimca të imta pas austenitizimit dhe më pas shndërrohet në martensit me karbon të ulët pas ftohjes së shpejtë. Në kalitjen e parë, karboni i mbingopur në martensit precipiton në formën e karbiteve, duke ulur kështu forcën e materialit dhe duke përmirësuar plasticitetin dhe qëndrueshmërinë e materialit. Për shkak të temperaturës së lartë të kalitjes së parë, kalitja e parë prodhon austenit të kundërt jashtëzakonisht të imët përveç martensitit të kalitur. Këto austenite të kundërt shndërrohen pjesërisht në martensit gjatë ftohjes së kalitjes, duke siguruar kushte për bërthamën dhe rritjen e austenitit të kundërt të qëndrueshëm të krijuar përsëri gjatë procesit të kalitjes dytësore. Qëllimi i kalitjes dytësore është të përftohet austeniti i kundërt i mjaftueshëm i qëndrueshëm. Këta austenite të kundërt mund t'i nënshtrohen transformimit fazor gjatë deformimit plastik, duke përmirësuar kështu forcën dhe plasticitetin e materialit. Për shkak të kushteve të kufizuara, është e pamundur të vëzhgohet dhe analizohet austeniti i kundërt, kështu që ky eksperiment duhet të marrë vetitë mekanike dhe mikrostrukturën si objektet kryesore të kërkimit për analizë krahasuese.
3 Aplikimi i prodhimit
ZG06C r13N i4M o është një material prej çeliku inox me qëndrueshmëri të lartë me performancë të shkëlqyer. Kur kryhet prodhimi aktual i teheve, për prodhim përdoren përbërja kimike dhe kërkesat e kontrollit të brendshëm të përcaktuara nga eksperimenti dhe procesi i trajtimit termik të normalizimit sekondar + kalitje. Procesi i trajtimit termik është paraqitur në Figurën 3. Aktualisht, prodhimi i 10 teheve të mëdha hidroenergjetike ka përfunduar dhe performanca ka përmbushur të gjitha kërkesat e përdoruesit. Ata kanë kaluar ri-inspektimin e përdoruesit dhe kanë marrë vlerësim të mirë.
Për karakteristikat e teheve komplekse të lakuar, dimensionet e mëdha të konturit, kokat e trasha të boshtit dhe deformimin dhe plasaritjen e lehtë, duhet të merren disa masa procesi në procesin e trajtimit termik:
1) Koka e boshtit është poshtë dhe tehu është lart. Skema e ngarkimit të furrës është miratuar për të lehtësuar deformimin minimal, siç tregohet në Figurën 4;
2) Sigurohuni që të ketë një hendek mjaft të madh midis derdhjeve dhe midis derdhjeve dhe pllakës së poshtme të hekurit të jastëkut për të siguruar ftohjen dhe sigurohuni që koka e trashë e boshtit të plotësojë kërkesat e zbulimit tejzanor;
3) Faza e ngrohjes së pjesës së punës segmentohet disa herë për të minimizuar stresin organizativ të derdhjes gjatë procesit të ngrohjes për të parandaluar plasaritjen.
Zbatimi i masave të mësipërme të trajtimit termik siguron cilësinë e trajtimit termik të tehut.
Figura 3 Procesi i trajtimit termik të tehut ZG06Cr13Ni4Mo
Figura 4 Skema e ngarkimit të furrës së procesit të trajtimit termik me teh
4 Përfundime
1) Bazuar në kontrollin e brendshëm të përbërjes kimike të materialit, nëpërmjet provës së procesit të trajtimit termik, përcaktohet se procesi i trajtimit termik të materialit inox ZG06C r13N i4M o me rezistencë të lartë është një proces trajtimi termik prej 1. 010 ℃ normalizimi + 605 ℃ kalitja kryesore + 580 ℃ kalitja sekondare, e cila mund të sigurojë që vetitë mekanike, vetitë e ndikimit në temperaturë të ulët dhe vetitë e përkuljes së ftohtë të materialit të hedhjes plotësojnë kërkesat standarde.
2) ZG06C r13N i4M o materiali ka ngurtësim të mirë. Struktura pas trajtimit termik të normalizimit + kalitjes dy herë është një martensit me qesë me karbon të ulët + austenit i kundërt me performancë të mirë, i cili ka forcë të lartë, rezistencë të lartë plastike, fortësi të përshtatshme, rezistencë të mirë ndaj çarjeve dhe performancë të mirë derdhjeje dhe saldimi.
3) Skema e trajtimit termik të normalizimit + kalitje dy herë e përcaktuar nga eksperimenti zbatohet për prodhimin e procesit të trajtimit të nxehtësisë të teheve të mëdha dhe vetitë e materialit plotësojnë të gjitha kërkesat standarde të përdoruesit.
Koha e postimit: Qershor-28-2024
