सार: ZG06Cr13Ni4Mo सामग्री के प्रदर्शन पर विभिन्न ताप उपचार प्रक्रियाओं के प्रभाव का अध्ययन किया गया। परीक्षण से पता चलता है कि 1 010℃ सामान्यीकरण + 605℃ प्राथमिक टेम्परिंग + 580℃ सेकेंडरी टेम्परिंग पर ताप उपचार के बाद, सामग्री सर्वोत्तम प्रदर्शन सूचकांक तक पहुँचती है। इसकी संरचना निम्न-कार्बन मार्टेंसाइट + रिवर्स ट्रांसफॉर्मेशन ऑस्टेनाइट है, जिसमें उच्च शक्ति, कम तापमान की कठोरता और उपयुक्त कठोरता है। यह बड़े ब्लेड कास्टिंग ताप उपचार उत्पादन के अनुप्रयोग में उत्पाद प्रदर्शन आवश्यकताओं को पूरा करता है।
कीवर्ड: ZG06Cr13NI4Mo; मार्टेंसिटिक स्टेनलेस स्टील; ब्लेड
जलविद्युत टर्बाइनों में बड़े ब्लेड प्रमुख भाग होते हैं। भागों की सेवा शर्तें अपेक्षाकृत कठोर हैं, और वे लंबे समय तक उच्च दबाव वाले जल प्रवाह प्रभाव, टूट-फूट और क्षरण के अधीन रहते हैं। सामग्री को अच्छे व्यापक यांत्रिक गुणों और संक्षारण प्रतिरोध के साथ ZG06Cr13Ni4Mo मार्टेंसिटिक स्टेनलेस स्टील से चुना गया है। बड़े पैमाने पर जलविद्युत और संबंधित कास्टिंग के विकास के साथ, ZG06Cr13Ni4Mo जैसी स्टेनलेस स्टील सामग्री के प्रदर्शन के लिए उच्च आवश्यकताओं को सामने रखा गया है। इस उद्देश्य के लिए, घरेलू जलविद्युत उपकरण उद्यम के बड़े ब्लेड ZG06C r13N i4M के उत्पादन परीक्षण के साथ संयुक्त, सामग्री रासायनिक संरचना के आंतरिक नियंत्रण, गर्मी उपचार प्रक्रिया तुलना परीक्षण और परीक्षण परिणाम विश्लेषण के माध्यम से, अनुकूलित एकल सामान्यीकरण + डबल टेम्परिंग गर्मी ZG06C r13N i4M o स्टेनलेस स्टील सामग्री की उपचार प्रक्रिया उच्च प्रदर्शन आवश्यकताओं को पूरा करने वाली कास्टिंग का उत्पादन करने के लिए निर्धारित की गई थी।
1 रासायनिक संरचना का आंतरिक नियंत्रण
ZG06C r13N i4M o सामग्री उच्च शक्ति वाला मार्टेंसिटिक स्टेनलेस स्टील है, जिसमें उच्च यांत्रिक गुणों और अच्छी कम तापमान प्रभाव क्रूरता की आवश्यकता होती है। सामग्री के प्रदर्शन में सुधार करने के लिए, रासायनिक संरचना को आंतरिक रूप से नियंत्रित किया गया था, जिसके लिए w (C) ≤ 0.04%, w (P) ≤ 0.025%, w (S) ≤ 0.08% की आवश्यकता थी, और गैस सामग्री को नियंत्रित किया गया था। तालिका 1 सामग्री के आंतरिक नियंत्रण की रासायनिक संरचना सीमा और नमूने की रासायनिक संरचना के विश्लेषण परिणामों को दिखाती है, और तालिका 2 सामग्री गैस सामग्री की आंतरिक नियंत्रण आवश्यकताओं और नमूना गैस सामग्री के विश्लेषण परिणामों को दिखाती है।
तालिका 1 रासायनिक संरचना (द्रव्यमान अंश,%)
| तत्व | C | Mn | Si | P | S | Ni | Cr | Mo | Cu | Al |
| मानक आवश्यकता | ≤0.06 | ≤1.0 | ≤0.80 | ≤0.035 | ≤0.025 | 3.5-5.0 | 11.5-13.5 | 0.4-1.0 | ≤0.5 |
|
| सामग्री आंतरिक नियंत्रण | ≤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 |
| परिणामों का विश्लेषण करें | 0.023 | 1.0 | 0.57 | 0.013 | 0.005 | 4.61 | 13.0 | 0.56 | 0.02 | 0.035 |
तालिका 2 गैस सामग्री (पीपीएम)
| गैस | H | O | N |
| आंतरिक नियंत्रण आवश्यकताएँ | ≤2.5 | ≤80 | ≤150 |
| परिणामों का विश्लेषण करें | 1.69 | 68.6 | 119.3 |
ZG06C r13N i4M o सामग्री को 30 t विद्युत भट्टी में गलाया गया, मिश्र धातु बनाने, संरचना और तापमान को समायोजित करने के लिए 25T LF भट्टी में परिष्कृत किया गया, और 25T VOD भट्टी में डीकार्बराइज्ड और डीगैस किया गया, जिससे अल्ट्रा-लो कार्बन के साथ पिघला हुआ स्टील प्राप्त हुआ। समान संरचना, उच्च शुद्धता और कम हानिकारक गैस सामग्री। अंत में, पिघले हुए स्टील में ऑक्सीजन की मात्रा को कम करने और अनाज को और अधिक परिष्कृत करने के लिए अंतिम डीऑक्सीडेशन के लिए एल्यूमीनियम तार का उपयोग किया गया था।
2 ताप उपचार प्रक्रिया परीक्षण
2.1 परीक्षण योजना
कास्टिंग बॉडी का उपयोग परीक्षण बॉडी के रूप में किया गया था, परीक्षण ब्लॉक का आकार 70 मिमी × 70 मिमी × 230 मिमी था, और प्रारंभिक गर्मी उपचार एनीलिंग को नरम कर रहा था। साहित्य से परामर्श करने के बाद, चयनित ताप उपचार प्रक्रिया पैरामीटर थे: सामान्य तापमान 1 010 ℃, प्राथमिक तड़के तापमान 590 ℃, 605 ℃, 620 ℃, माध्यमिक तड़के तापमान 580 ℃, और तुलनात्मक परीक्षणों के लिए विभिन्न तड़के प्रक्रियाओं का उपयोग किया गया था। परीक्षण योजना तालिका 3 में दिखाई गई है।
तालिका 3 ताप उपचार परीक्षण योजना
| परीक्षण योजना | ताप उपचार परीक्षण प्रक्रिया | पायलट प्रोजेक्ट |
| A1 | 1 010℃सामान्यीकरण+620℃तड़का | तन्यता गुण प्रभाव क्रूरता कठोरता एचबी झुकने गुण माइक्रोस्ट्रक्चर |
| A2 | 1 010℃ सामान्यीकरण+620℃ टेम्परिंग+580℃ टेम्परिंग | |
| B1 | 1 010℃सामान्यीकरण+620℃तड़का | |
| B2 | 1 010℃ सामान्यीकरण+620℃ टेम्परिंग+580℃ टेम्परिंग | |
| C1 | 1 010℃सामान्यीकरण+620℃तड़का | |
| C2 | 1 010℃ सामान्यीकरण+620℃ टेम्परिंग+580℃ टेम्परिंग |
2.2 परीक्षण परिणामों का विश्लेषण
2.2.1 रासायनिक संरचना विश्लेषण
तालिका 1 और तालिका 2 में रासायनिक संरचना और गैस सामग्री के विश्लेषण परिणामों से, मुख्य तत्व और गैस सामग्री अनुकूलित संरचना नियंत्रण सीमा के अनुरूप हैं।
2.2.2 प्रदर्शन परीक्षण परिणामों का विश्लेषण
विभिन्न परीक्षण योजनाओं के अनुसार ताप उपचार के बाद, GB/T228.1-2010, GB/T229-2007, और GB/T231.1-2009 मानकों के अनुसार यांत्रिक गुणों की तुलना परीक्षण किए गए। प्रयोगात्मक परिणाम तालिका 4 और तालिका 5 में दिखाए गए हैं।
तालिका 4 विभिन्न ताप उपचार प्रक्रिया योजनाओं का यांत्रिक गुण विश्लेषण
| परीक्षण योजना | Rp0.2/एमपीए | आरएम/एमपीए | ए/% | जेड/％ | AKV/जे(0℃）) | कठोरता मान एचबीडब्ल्यू |
| मानक | ≥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 |
तालिका 5 झुकने का परीक्षण
| परीक्षण योजना | झुकने का परीक्षण (d=25,a=90°) | आकलन |
| B1 | क्रैक5.2×1.2मिमी | असफलता |
| B2 | कोई दरार नहीं | योग्य |
यांत्रिक गुणों की तुलना और विश्लेषण से: (1) सामान्यीकरण + तापमान ताप उपचार, सामग्री बेहतर यांत्रिक गुण प्राप्त कर सकती है, यह दर्शाता है कि सामग्री में अच्छी कठोरता है। (2) ताप उपचार को सामान्य करने के बाद, एकल टेम्परिंग की तुलना में डबल टेम्परिंग की उपज शक्ति और प्लास्टिसिटी (बढ़ाव) में सुधार होता है। (3) झुकने के प्रदर्शन के निरीक्षण और विश्लेषण से, बी 1 सामान्यीकरण + एकल टेम्परिंग परीक्षण प्रक्रिया का झुकने का प्रदर्शन अयोग्य है, और डबल टेम्परिंग के बाद बी 2 परीक्षण प्रक्रिया का झुकने का परीक्षण प्रदर्शन योग्य है। (4) 6 अलग-अलग टेम्परिंग तापमानों के परीक्षण परिणामों की तुलना से, 1 010 ℃ सामान्यीकरण + 605 ℃ सिंगल टेम्परिंग + 580 ℃ सेकेंडरी टेम्परिंग की बी2 प्रक्रिया योजना में सबसे अच्छे यांत्रिक गुण हैं, 687 एमपीए की उपज शक्ति के साथ, एक बढ़ाव 23%, 0℃ पर 160J से अधिक की प्रभाव कठोरता, 268HB की मध्यम कठोरता, और एक योग्य झुकने का प्रदर्शन, सभी सामग्री की प्रदर्शन आवश्यकताओं को पूरा करते हैं।
2.2.3 मेटलोग्राफिक संरचना विश्लेषण
सामग्री बी1 और बी2 परीक्षण प्रक्रियाओं की मेटलोग्राफिक संरचना का विश्लेषण जीबी/टी13298-1991 मानक के अनुसार किया गया था। चित्र 1 सामान्यीकरण + 605℃ पहले तड़के की मेटलोग्राफिक संरचना को दर्शाता है, और चित्र 2 सामान्यीकरण + पहले तड़के + दूसरे तड़के को सामान्य करने की धातु विज्ञान संरचना को दर्शाता है। मेटलोग्राफिक निरीक्षण और विश्लेषण से, गर्मी उपचार के बाद ZG06C r13N i4M o की मुख्य संरचना कम कार्बन लैथ मार्टेंसाइट + रिवर्स ऑस्टेनाइट है। मेटलोग्राफिक संरचना विश्लेषण से, पहले तड़के के बाद सामग्री के लैथ मार्टेंसाइट बंडल अधिक मोटे और लंबे होते हैं। दूसरे तड़के के बाद, मैट्रिक्स संरचना थोड़ी बदल जाती है, मार्टेंसाइट संरचना भी थोड़ी परिष्कृत होती है, और संरचना अधिक समान होती है; प्रदर्शन के मामले में, उपज शक्ति और प्लास्टिसिटी में कुछ हद तक सुधार हुआ है।
चित्र 1 ZG06Cr13Ni4Mo सामान्यीकरण + एक टेम्परिंग माइक्रोस्ट्रक्चर
चित्र 2 ZG06Cr13Ni4Mo सामान्यीकरण + दो बार टेम्परिंग मेटलोग्राफिक संरचना
2.2.4 परीक्षण परिणामों का विश्लेषण
1) परीक्षण ने पुष्टि की कि ZG06C r13N i4M o सामग्री में अच्छी कठोरता है। सामान्यीकरण + तापमान ताप उपचार के माध्यम से, सामग्री अच्छे यांत्रिक गुण प्राप्त कर सकती है; ताप उपचार को सामान्य करने के बाद दो टेम्परिंग की उपज शक्ति और प्लास्टिक गुण (बढ़ाव) एक टेम्परिंग की तुलना में बहुत अधिक होते हैं।
2) परीक्षण विश्लेषण साबित करता है कि सामान्यीकरण के बाद ZG06C r13N i4M o की संरचना मार्टेंसाइट है, और तड़के के बाद की संरचना कम कार्बन लैथ टेम्पर्ड मार्टेंसाइट + रिवर्स ऑस्टेनाइट है। टेम्पर्ड संरचना में उलटे ऑस्टेनाइट में उच्च तापीय स्थिरता होती है और सामग्री के यांत्रिक गुणों, प्रभाव गुणों और कास्टिंग और वेल्डिंग प्रक्रिया गुणों पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। इसलिए, सामग्री में उच्च शक्ति, उच्च प्लास्टिक कठोरता, उचित कठोरता, अच्छा दरार प्रतिरोध और गर्मी उपचार के बाद अच्छी कास्टिंग और वेल्डिंग गुण होते हैं।
3) ZG06C r13N i4M o के सेकेंडरी टेम्परिंग प्रदर्शन में सुधार के कारणों का विश्लेषण करें। सामान्यीकरण, ताप और ताप संरक्षण के बाद, ZG06C r13N i4M o ऑस्टेनिटाइजेशन के बाद महीन दाने वाला ऑस्टेनाइट बनाता है, और फिर तेजी से ठंडा होने के बाद कम कार्बन वाले मार्टेंसाइट में बदल जाता है। पहले तड़के में, मार्टेंसाइट में सुपरसैचुरेटेड कार्बन कार्बाइड के रूप में अवक्षेपित हो जाता है, जिससे सामग्री की ताकत कम हो जाती है और सामग्री की प्लास्टिसिटी और कठोरता में सुधार होता है। पहले तड़के के उच्च तापमान के कारण, पहले तड़के से टेम्पर्ड मार्टेंसाइट के अलावा बेहद बारीक रिवर्स ऑस्टेनाइट का उत्पादन होता है। टेम्परिंग कूलिंग के दौरान ये रिवर्स ऑस्टेनाइट आंशिक रूप से मार्टेंसाइट में बदल जाते हैं, जिससे द्वितीयक टेम्परिंग प्रक्रिया के दौरान फिर से उत्पन्न स्थिर रिवर्स ऑस्टेनाइट के न्यूक्लियेशन और विकास के लिए स्थितियां उपलब्ध होती हैं। द्वितीयक टेम्परिंग का उद्देश्य पर्याप्त स्थिर रिवर्स ऑस्टेनाइट प्राप्त करना है। ये रिवर्स ऑस्टेनाइट प्लास्टिक विरूपण के दौरान चरण परिवर्तन से गुजर सकते हैं, जिससे सामग्री की ताकत और प्लास्टिसिटी में सुधार होता है। सीमित परिस्थितियों के कारण, रिवर्स ऑस्टेनाइट का निरीक्षण और विश्लेषण करना असंभव है, इसलिए इस प्रयोग को तुलनात्मक विश्लेषण के लिए यांत्रिक गुणों और माइक्रोस्ट्रक्चर को मुख्य अनुसंधान वस्तुओं के रूप में लेना चाहिए।
3 उत्पादन अनुप्रयोग
ZG06C r13N i4M o उत्कृष्ट प्रदर्शन के साथ एक उच्च शक्ति वाला स्टेनलेस स्टील कास्ट स्टील सामग्री है। जब ब्लेड का वास्तविक उत्पादन किया जाता है, तो प्रयोग द्वारा निर्धारित रासायनिक संरचना और आंतरिक नियंत्रण आवश्यकताओं, और माध्यमिक सामान्यीकरण + तड़के की गर्मी उपचार प्रक्रिया का उपयोग उत्पादन के लिए किया जाता है। ताप उपचार प्रक्रिया को चित्र 3 में दिखाया गया है। वर्तमान में, 10 बड़े जलविद्युत ब्लेडों का उत्पादन पूरा हो चुका है, और प्रदर्शन सभी उपयोगकर्ताओं की आवश्यकताओं को पूरा करता है। उन्होंने उपयोगकर्ता के पुन: निरीक्षण को पारित कर दिया है और अच्छा मूल्यांकन प्राप्त किया है।
जटिल घुमावदार ब्लेड, बड़े समोच्च आयाम, मोटे शाफ्ट हेड और आसान विरूपण और क्रैकिंग की विशेषताओं के लिए, गर्मी उपचार प्रक्रिया में कुछ प्रक्रिया उपाय करने की आवश्यकता होती है:
1) शाफ्ट का सिर नीचे की ओर है और ब्लेड ऊपर की ओर है। भट्ठी लोडिंग योजना को न्यूनतम विरूपण की सुविधा के लिए अपनाया गया है, जैसा कि चित्र 4 में दिखाया गया है;
2) सुनिश्चित करें कि शीतलन सुनिश्चित करने के लिए कास्टिंग के बीच और कास्टिंग तथा पैड आयरन बॉटम प्लेट के बीच पर्याप्त बड़ा अंतर हो, और सुनिश्चित करें कि मोटा शाफ्ट हेड अल्ट्रासोनिक डिटेक्शन आवश्यकताओं को पूरा करता है;
3) क्रैकिंग को रोकने के लिए हीटिंग प्रक्रिया के दौरान कास्टिंग के संगठनात्मक तनाव को कम करने के लिए वर्कपीस के हीटिंग चरण को कई बार खंडित किया जाता है।
उपरोक्त ताप उपचार उपायों का कार्यान्वयन ब्लेड की ताप उपचार गुणवत्ता सुनिश्चित करता है।
चित्र 3 ZG06Cr13Ni4Mo ब्लेड ताप उपचार प्रक्रिया
चित्र 4 ब्लेड ताप उपचार प्रक्रिया भट्ठी लोडिंग योजना
4 निर्णय
1) सामग्री की रासायनिक संरचना के आंतरिक नियंत्रण के आधार पर, गर्मी उपचार प्रक्रिया के परीक्षण के माध्यम से, यह निर्धारित किया जाता है कि ZG06C r13N i4M ओ उच्च शक्ति स्टेनलेस स्टील सामग्री की गर्मी उपचार प्रक्रिया 1 की गर्मी उपचार प्रक्रिया है 010℃ सामान्यीकृत + 605℃ प्राथमिक टेम्परिंग + 580℃ द्वितीयक टेम्परिंग, जो यह सुनिश्चित कर सकता है कि कास्टिंग सामग्री के यांत्रिक गुण, कम तापमान प्रभाव गुण और ठंडे झुकने वाले गुण मानक आवश्यकताओं को पूरा करते हैं।
2) ZG06C r13N i4M o सामग्री में अच्छी कठोरता है। सामान्यीकरण + दो बार टेम्परिंग ताप उपचार के बाद की संरचना कम कार्बन लैथ मार्टेंसाइट + अच्छे प्रदर्शन के साथ रिवर्स ऑस्टेनाइट है, जिसमें उच्च शक्ति, उच्च प्लास्टिक कठोरता, उचित कठोरता, अच्छी दरार प्रतिरोध और अच्छी कास्टिंग और वेल्डिंग प्रदर्शन है।
3) प्रयोग द्वारा निर्धारित सामान्यीकरण + दो बार तड़के की ताप उपचार योजना बड़े ब्लेड के ताप उपचार प्रक्रिया उत्पादन पर लागू होती है, और सामग्री गुण सभी उपयोगकर्ता की मानक आवश्यकताओं को पूरा करते हैं।
पोस्ट समय: जून-28-2024
