E aʻo i ka ʻenehana hoʻomaʻamaʻa wela o ZG06Cr13Ni4Mo Martensitic Stainless Steel Blades

Abstract: Ua aʻo ʻia ka mana o nā kaʻina hana wela like ʻole i ka hana o ZG06Cr13Ni4Mo. Hōʻike ka hōʻike ʻana ma hope o ka mālama ʻana i ka wela ma 1 010 ℃ normalizing + 605 ℃ ka hoʻoheheʻe mua + 580 ℃ hoʻoheheʻe kiʻekiʻe, hiki ka mea i ka papa kuhikuhi hana maikaʻi loa. ʻO kona ʻano he haʻahaʻa-carbon martensite + reverse transformation austenite, me ka ikaika kiʻekiʻe, ka paʻakikī haʻahaʻa haʻahaʻa a me ka paʻakikī kūpono. Hoʻokō ia i nā koi hana huahana i ka hoʻohana ʻana i ka hana hoʻoheheʻe wela nui.
Hua'ōlelo: ZG06Cr13NI4Mo; ke kila kila martensitic; pahi
ʻO nā ʻāpana nui nā ʻāpana koʻikoʻi i nā turbine hydropower. ʻO nā kūlana lawelawe o nā ʻāpana he ʻano koʻikoʻi, a ua kau ʻia lākou i ka hopena o ke kahe wai kiʻekiʻe, ka ʻaʻahu a me ka erosion no ka manawa lōʻihi. Ua koho ʻia ka mea mai ZG06Cr13Ni4Mo martensitic stainless steel me nā waiwai mechanical piha maikaʻi a me ka pale ʻana i ka corrosion. Me ka hoʻomohala ʻana o ka hydropower a me nā hoʻolei e pili ana i ka nui, ua kau ʻia nā koi kiʻekiʻe no ka hana ʻana o nā mea kila kila e like me ZG06Cr13Ni4Mo. I kēia hopena, i hui pū ʻia me ka hoʻokolohua hana o ZG06C r13N i4M o nā lau nui o kahi ʻoihana ʻenehana hydropower kūloko, ma o ka mana kūloko o ka mea hoʻohui kemika, ka hoʻomaʻamaʻa ʻana i ke kaʻina hana hoʻohālikelike a me ka hoʻāʻo ʻana i ka hopena hōʻike, ʻo ka optimized hoʻokahi normalizing + pālua tempering wela. Ua hoʻoholo ʻia ke kaʻina hana lapaʻau o ZG06C r13N i4M o ke kila kila e hana i nā castings i kūpono i nā koi hana kiʻekiʻe.

1 Ka hooponopono kuloko o ka haku mele
ʻO ZG06C r13N i4M o ka mea he kila martensitic kiʻekiʻe ka ikaika, pono e loaʻa nā waiwai mechanical kiʻekiʻe a me ka paʻakikī o ka hopena haʻahaʻa haʻahaʻa. I mea e hoʻomaikaʻi ai i ka hana o ka mea, ua hoʻoponopono ʻia ka hui kemika i loko, e koi ana i ka w (C) ≤ 0.04%, w (P) ≤ 0.025%, w (S) ≤ 0.08%, a ua hoʻomalu ʻia ke kinoea. Hōʻike ka Papa 1 i ka laulima haku mele o ka mana kūloko a me nā hopena o ka nānā ʻana o ka haku mele ʻana o ka hāpana, a ʻo ka Papa 2 e hōʻike ana i nā koi hoʻomalu kūloko o ka maʻiʻo kinoea a me nā hopena loiloi o ka maʻiʻo kinoea hāpana.

Pākuʻi 1 Ka hoʻohui ʻana i nā mea kemika (pauku nuipa, %)

ʻeleʻele

C

Mn

Si

P

S

Ni

Cr

Mo

Cu

Al

koi maʻamau

≤0.06

≤1.0

≤0.80

≤0.035

≤0.025

3.5-5.0

11.5-13.5

0.4-1.0

≤0.5

 

Nā Mea Hana Kūloko

≤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

E noʻonoʻo i nā hopena

0.023

1.0

0.57

0.013

0.005

4.61

13.0

0.56

0.02

0.035

 

Papa 2 Maʻiʻo kinoea (ppm)

kinoea

H

O

N

Nā koi hoʻomalu kūloko

≤2.5

≤80

≤150

E noʻonoʻo i nā hopena

1.69

68.6

119.3

ʻO ka ZG06C r13N i4M o mea i hoʻoheheʻeʻia i loko o ka umu uila 30 t, i hoʻomaʻemaʻeʻia i loko o ka umu ahi 25T LF no ka hoʻohuiʻana, hoʻololi i ka haku mele a me ka mahana, a me ka decarburized a me ka degassed i loko o ka umu ahi 25T VOD, a laila e loaʻa ai ke kila hoʻoheheʻe me ke kalapona ultra-low, ka hoʻohui like ʻana, ka maʻemaʻe kiʻekiʻe, a me ka haʻahaʻa o ke kinoea ʻino. ʻO ka hope, ua hoʻohana ʻia ka uea alumini no ka deoxidation hope e hōʻemi i ka ʻike o ka oxygen i loko o ke kila hoʻoheheʻe a hoʻomaʻemaʻe hou i nā kīʻaha.
2 Ho'āʻo kaʻina hana wela
2.1 Hoʻolālā hoʻāʻo
Ua hoʻohana ʻia ke kino hoʻoheheʻe e like me ke kino hoʻāʻo, ʻo ka nui o ka poloka hoʻāʻo ʻo 70mm × 70mm × 230mm, a ʻo ka hoʻomaʻamaʻa ʻana i ka wela mua e hoʻoluliluli i ka annealing. Ma hope o ka nīnau ʻana i ka palapala, ua koho ʻia nā ʻāpana kaʻina hana wela: ka hoʻomaʻamaʻa ʻana i ka mahana 1 010 ℃, nā mahana wela mua 590 ℃, 605 ℃, 620 ℃, ka wela wela 580 ℃, a ua hoʻohana ʻia nā kaʻina hana hoʻohālikelike ʻē aʻe no nā hoʻokolohua hoʻohālikelike. Hōʻike ʻia ka papahana hoʻāʻo ma ka Papa 3.

Papa 3 Papahana hoao wela

Hoʻolālā hoʻokolokolo

Kaʻina hana hoʻāʻo wela

Nā papahana pailaka

A1

1 010 ℃ Hoʻomaʻamaʻa maʻamau + 620 ℃ Hoʻomaʻamaʻa

Nā waiwai uʻi Ka hopena o ka ʻoʻoleʻa Paʻakikī HB Nā waiwai Piʻo Microstructure

A2

1 010 ℃ Hoʻomaʻamaʻa maʻamau + 620 ℃ Hoʻohālua + 580 ℃ Hoʻomāliʻi

B1

1 010 ℃ Hoʻomaʻamaʻa maʻamau + 620 ℃ Hoʻomaʻamaʻa

B2

1 010 ℃ Hoʻomaʻamaʻa maʻamau + 620 ℃ Hoʻohālua + 580 ℃ Hoʻomāliʻi

C1

1 010 ℃ Hoʻomaʻamaʻa maʻamau + 620 ℃ Hoʻomaʻamaʻa

C2

1 010 ℃ Hoʻomaʻamaʻa maʻamau + 620 ℃ Hoʻohālua + 580 ℃ Hoʻomāliʻi

 

2.2 Ka nānā 'ana i nā hopena ho'ā'o
2.2.1 Ke kālailai haku melemele
Mai nā hualoaʻa loiloi o ka haku mele a me ke kinoea ma ka Papa 1 a me ka Papa 2, ʻo nā mea nui a me ka ʻike kinoea e pili ana i ka pae mana haku mele i hoʻopaʻa ʻia.
2.2.2 Ikepili o na hopena hoao hana
Ma hope o ka hoʻomaʻamaʻa wela e like me nā ʻano hoʻokolohua like ʻole, ua hoʻokō ʻia nā hoʻokolohua hoʻohālikelike mechanical e like me nā kūlana GB / T228.1-2010, GB / T229-2007, a me GB / T231.1-2009. Hōʻike ʻia nā hopena hoʻokolohua ma ka Papa 4 a me ka Papa 5.

Papa 4 Ka nānā 'ana i nā waiwai mechanical o nā papa hana ka'ina hana wela

Hoʻolālā hoʻokolokolo

Rp0.2/Mpa

Rm/Mpa

A/%

Z/%

AKV/J(0 ℃)

Waiwai paakiki

HBW

maʻamau

≥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

 

Papa 5 Ho'āʻo kūlou

Hoʻolālā hoʻokolokolo

Ho'āʻo kūlou(d=25,a=90°)

loiloi

B1

māwae5.2×1.2mm

hāʻule

B2

ʻAʻohe māwae

kūpono

 

Mai ka hoʻohālikelike a me ka nānā ʻana o nā waiwai mechanical: (1) Normalizing + tempering heat treatment, hiki i ka mea ke loaʻa i nā waiwai mechanical maikaʻi aʻe, e hōʻike ana he paʻakikī maikaʻi ka mea. (2) Ma hope o ka hoʻomaʻamaʻa ʻana i ka wela, ua hoʻomaikaʻi ʻia ka ikaika o ka hoʻoulu ʻana a me ka plasticity (elongation) o ka tempering pālua i hoʻohālikelike ʻia me ka tempering hoʻokahi. (3) Mai ka nānā ʻana a me ka nānā ʻana i ka hoʻokō ʻana, ʻaʻole kūpono ka hana kulou o ka B1 normalizing + hoʻokahi hoʻāʻo hoʻāʻo, a ʻo ka hana hoʻāʻo ʻana o ka hana hoʻāʻo B2 ma hope o ka hoʻomaʻamaʻa pālua. (4) Mai ka hoʻohālikelike ʻana i nā hopena hoʻāʻo o 6 mau ʻano wela wela, ʻo ke kaʻina hana B2 o 1 010 ℃ normalizing + 605 ℃ hoʻokahi tempering + 580 ℃ kiʻekiʻe kiʻekiʻe i loaʻa i nā waiwai mechanical maikaʻi loa, me ka ikaika o ka hua o 687MPa, kahi elongation. ʻO 23%, kahi paʻakikī o ka hopena ma mua o 160J ma 0 ℃, kahi paʻakikī paʻakikī o 268HB, a me kahi hana kuʻi pono, e hoʻokō ana i nā koi hana o ka mea.
2.2.3 Ka nānā 'ana i ka hana metallographic
Ua nānā ʻia ka ʻōnaehana metallographic o nā kaʻina hana hoʻāʻo B1 a me B2 e like me ka maʻamau GB/T13298-1991. Hōʻike ka Figure 1 i ke ʻano metallographic o ka normalizing + 605 ℃ ka hoʻoheheʻe mua ʻana, a ʻo ka Figure 2 e hōʻike ana i ke ʻano metallographic o ka normalizing + tempering mua + tempering lua. Mai ka nānā ʻana a me ka nānā ʻana i ka metallographic, ʻo ka hana nui o ZG06C r13N i4M o ma hope o ka mālama ʻana i ka wela he haʻahaʻa-carbon lath martensite + reversed austenite. Mai ka nānā ʻana i ka hoʻolālā metallographic, ʻoi aku ka mānoanoa a ʻoi aku ka lōʻihi o nā puʻupuʻu lath martensite o ka mea ma hope o ka hoʻoulu ʻana mua. Ma hope o ka lua o ka hoʻoheheʻe ʻana, hoʻololi iki ke ʻano o ka matrix, hoʻomaʻemaʻe iki ʻia ka hale martensite, a ʻoi aku ka like o ke ʻano; ma ke ʻano o ka hana, hoʻomaikaʻi ʻia ka ikaika hua a me ka plasticity i kekahi ʻano.

a

Kiʻi 1 ZG06Cr13Ni4Mo normalizing + hoʻokahi tempering microstructure

b

Kiʻi 2 ZG06Cr13Ni4Mo maʻamau + ʻelua hoʻoheheʻe ʻana i ke ʻano metallographic

2.2.4 Nānā i nā hopena hoʻāʻo
1) Ua hōʻoia ka hoʻāʻo ʻana i ka ZG06C r13N i4M o mea i loaʻa ka paʻakikī. Ma o ka normalizing + tempering heat treatment, hiki i ka mea ke loaʻa nā waiwai mechanical maikaʻi; ʻoi aku ka kiʻekiʻe o ka hoʻoulu ʻana a me nā waiwai plastic (elongation) o ʻelua temperings ma hope o ka hoʻomaʻamaʻa ʻana i ka wela ma mua o nā mea hoʻokahi.
2) Hōʻike ka hōʻike hoʻāʻo ʻana ʻo ke ʻano o ZG06C r13N i4M o ma hope o ka hoʻomaʻamaʻa ʻana he martensite, a ʻo ke ʻano ma hope o ka hoʻoulu ʻana he haʻahaʻa-carbon lath tempered martensite + hoʻohuli austenite. ʻO ka austenite i hoʻohuli ʻia i loko o ka hale hoʻonaninani he paʻa wela kiʻekiʻe a he hopena koʻikoʻi i nā waiwai mechanical, nā waiwai hopena a me ka hoʻolei ʻana a me ke kaʻina hana kuʻi ʻana o ka mea. No laila, ʻoi aku ka ikaika kiʻekiʻe o ka mea, ka paʻakikī paʻakikī kiʻekiʻe, ka paʻakikī kūpono, ke kū ʻana o ka māwae maikaʻi a me ka hoʻolei ʻana a me nā waiwai hoʻoheheʻe ma hope o ka mālama ʻana i ka wela.
3) E noʻonoʻo i nā kumu o ka hoʻomaikaʻi ʻana i ka hana hoʻohālikelike lua o ZG06C r13N i4M o. Ma hope o ka hana maʻamau, hoʻomehana a me ka mālama ʻana i ka wela, ZG06C r13N i4M o hana i ka austenite maikaʻi ma hope o ka austenitization, a laila hoʻololi i ka martensite haʻahaʻa haʻahaʻa ma hope o ka hoʻoilo wikiwiki. I ka hoʻomaka mua ʻana, ua hoʻoheheʻe ʻia ka carbon supersaturated i ka martensite i ke ʻano o ka carbide, a laila e hōʻemi i ka ikaika o ka mea a hoʻomaikaʻi i ka plasticity a me ka paʻakikī o ka mea. Ma muli o ke kiʻekiʻe o ka wela o ka hoʻomaʻamaʻa mua ʻana, hoʻopuka ka hoʻoheheʻe mua ʻana i ka austenite hoʻohuli maikaʻi loa me ka martensite tempered. Hoʻololi ʻia kēia mau austenite reverse i martensite i ka wā o ka hoʻoluʻu ʻana, e hāʻawi ana i nā kūlana no ka nucleation a me ka ulu ʻana o ka austenite reverse paʻa i hana hou ʻia i ke kaʻina hana lua. ʻO ke kumu o ka hoʻoheheʻe lua ʻana ʻo ia ka loaʻa ʻana o ka austenite reverse paʻa. Hiki i kēia mau austenite ke hoʻololi i ka hoʻololi ʻana i ka wā o ka deformation plastic, e hoʻomaikaʻi ai i ka ikaika a me ka plasticity o ka mea. Ma muli o nā kūlana liʻiliʻi, ʻaʻole hiki ke nānā a kālailai i ka austenite hoʻohuli, no laila e lawe kēia hoʻokolohua i nā waiwai mechanical a me nā microstructure e like me nā mea noiʻi nui no ka hoʻohālikelike hoʻohālikelike.
3 Noi Hana
ʻO ZG06C r13N i4M o kahi mea kila kila kila ikaika me ka hana maikaʻi loa. Ke hoʻokō ʻia ka hana maoli ʻana o nā lau, ua hoʻoholo ʻia ka haku melemele a me nā koi hoʻomalu kūloko e ka hoʻokolohua, a me ke kaʻina hana wela o ka normalizing lua + tempering e hoʻohana ʻia no ka hana. Hōʻikeʻia ke kaʻina hana wela ma ka Figure 3. I kēia manawa, ua hoʻopauʻia ka hanaʻana o 10 nui hydropower blades, a ua hoʻokō ka hana i nā koi o ka mea hoʻohana. Ua hala lākou i ka nānā hou ʻana o ka mea hoʻohana a ua loaʻa ka loiloi maikaʻi.
No nā hiʻohiʻona o nā ʻāpana curved paʻakikī, nā ʻāpana contour nui, nā poʻo mānoanoa a me ka maʻalahi o ka deformation a me ka haki ʻana, pono e lawe ʻia kekahi mau kaʻina hana i ke kaʻina hana wela:
1) Aia i lalo ke poʻo kumu a piʻi ka lau i luna. Hoʻohana ʻia ke ʻano hoʻouka ʻana o ka umu ahi e hoʻomaʻamaʻa i ka liʻiliʻi o ka deformation, e like me ka hōʻike ʻana ma ke Kiʻi 4;
2) E hōʻoia i ka loaʻa ʻana o kahi ākea nui ma waena o ka hoʻoheheʻe ʻana a ma waena o ka hoʻoheheʻe ʻana a me ka pā hao papa lalo e hōʻoia ai i ka hoʻomaha ʻana, a e hōʻoia i ka hoʻokō ʻana o ke poʻo mānoanoa i nā koi ultrasonic detection;
3) Hoʻokaʻawale ʻia ka pae hoʻomehana o ka mea hana i nā manawa he nui e hōʻemi i ke koʻikoʻi o ka hoʻonohonoho ʻana o ka hoʻolei ʻana i ka wā o ke kaʻina hana e pale ai i ka haki.
ʻO ka hoʻokō ʻana i nā ana lapaʻau wela ma luna e hōʻoia i ka maikaʻi o ka mālama wela o ka maka.

c

Kiʻi 3 ZG06Cr13Ni4Mo kaʻina hana wela wela

d

Kiʻi 4 Blade wela wela kaʻina hana hoʻouka kapuahi

4 Manao
1) Ma muli o ka mana o loko o ka haku mele ʻana o ka mea, ma o ka hoʻāʻo ʻana o ke kaʻina hana wela, ua hoʻoholo ʻia ʻo ke kaʻina hana wela o ZG06C r13N i4M o kiʻekiʻe-ikaika kuhiliʻole kila mea he kaʻina hana wela o 1 010 ℃ maʻamau + 605 ℃ ka hoʻoheheʻe mua ʻana + 580 ℃ ka hoʻoheheʻe lua, hiki ke hōʻoia i ka pono o nā pono mechanical, nā haʻahaʻa haʻahaʻa haʻahaʻa a me nā mea hoʻoheheʻe anu o ka mea hoʻolei e hoʻokō i nā koi maʻamau.
2) ZG06C r13N i4M o mea i loaʻa ka hardenability maikaʻi. ʻO ke ʻano ma hope o ka hoʻomaʻamaʻa ʻana + ʻelua ʻelua hoʻomaʻamaʻa ʻana i ka wela he haʻahaʻa-carbon lath martensite + reverse austenite me ka hana maikaʻi, nona ka ikaika kiʻekiʻe, kiʻekiʻe plastic toughness, paʻakikī kūpono, kūpaʻa māwae maikaʻi a me ka hoʻolei ʻana a me ka hana kuʻi.
3) Hoʻohana ʻia ka papahana hoʻomaʻamaʻa wela o ka normalizing + pālua ʻelua i hoʻoholo ʻia e ka hoʻokolohua i ke kaʻina hana wela i ka hana ʻana o nā lau nui, a ʻo nā waiwai waiwai āpau e hoʻokō i nā koi maʻamau o ka mea hoʻohana.


Ka manawa hoʻouna: Iune-28-2024