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          來源︰未知 佚名 2018-05-17 瀏覽次
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              轉子是大型汽輪機設備的核心部件之一,目前主要有套裝、整段和焊接三種制造方式,與前兩種方式相比,焊接轉子具有設計靈活、結構緊湊、重量輕、剛性好、運行應力低、分段鍛件尺寸小、質量易保證和生產周期短等優點,已被世界上多家汽輪機制造廠商選用。對于高中低壓一體化轉子,不同部位可采用不同等級材料,最大限度地發揮材料的特性,達到理想的組合,並節約貴重元素,進一步降低生產費用。異種鋼焊接技術在單缸汽輪機、燃氣輪機/聯合循環汽輪機、百萬千級超-超臨界汽輪機高/中壓轉子的生產上已逐漸得到應用。NiCrMoV鋼是常用于大型汽輪機的一類低合金高強度鋼,具有高強度和良好的低溫沖擊性能,根據Ni、Cr、Mo、V等幾種基本元素不同的配比關系可組成不同強度級別、組織和性能的鋼種。這類材料回火脆化敏感性較高,在工況350500℃長時間使用易產生脆性。對NiCrMoV異種鋼焊接轉子時效後是否發生脆性,尚未見研究報道。有文獻指出,NiCrMoV鋼在250400℃範圍內的時效脆性與時效時沿晶界和亞晶界析出的薄片狀碳化物、殘余奧氏體的分解及溶質原子在原奧氏體晶界偏聚有關。本文選用異種NiCrMoV鋼組成的焊接轉子模擬件焊接接頭,使其在模擬服役環境下時效3500h,然後從該模擬件上各區域取樣進行沖擊試驗,通過對沖擊後的試樣進行化學成分、金相顯微鏡、掃描電鏡、電子背散射等試驗分析,研究此焊接接頭時效後韌性與微觀組織間內在聯系。研究結果為分析汽輪機焊接轉子服役過程中材料損傷與脆化提供依據,並提出控制策略。
          試驗材料為22Cr2NiMoWV30Cr2Ni4MoV鋼鍛件。這兩種材料均為超純淨鋼,將S、P、As、Sn、Mn等雜質含量降低到最低限,其力學性能如表1所示。
           
          ReL/MPa
          Rm/MPa
          A(%)
          Z(%)
          AKV/J
          22Cr2NiMoWV
          650~720
          860
          15
          40
          80
          30Cr2Ni4MoV
          760~860
          860~1040
          15
          40
          140
          將這兩種鋼的異種鋼焊接模擬件采用窄間隙坡口、氬弧焊打底和深窄間隙埋弧焊,多層多道焊接而成,焊材為含2%Ni的專用焊絲。模擬件焊後進行局部去應力熱處理及350℃×1000h的時效處理。然後,分別對時效態和未時效態模擬件進行機械切割,制備沖擊試驗、金相分析、掃描電鏡分析、EBSD分析試樣。
          異種NiCrMoV鋼焊縫金屬中的殘余奧氏體在時效過程中發生熱失穩分解,沿板條馬氏體條間析出碳化物。通過對微觀組織的金相、掃描電鏡觀察分析表明,NiCrMoV鋼異種接頭經過時效處理,碳化物于晶界和亞晶界析出,弱化了晶界。異種NiCrMoV鋼焊縫金屬經過時效後,殘余奧氏體分解、N的晶界偏聚和碳化物沿晶界析出共同作用是導致其韌性下降的原因。
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