论文部分内容阅读
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。