Μηχανική συμπεριφορά υψηλής θερμοκρασίας από χάλυβα λεπίδας 2Cr12NiMo1W1V
Ο χάλυβας λεπίδων 2Cr12NiMo1W1V χρησιμοποιείται κυρίως στην κατασκευή πτερυγίων και μπουλονιών υψηλής πίεσης στροβίλου, τα πτερύγια που είναι άμεσα υπεύθυνα για την κινητική και θερμική ενέργεια του ατμού σε μηχανική ενέργεια, είναι ένα από τα πιο σημαντικά μέρη του στροβίλου. Οι συνθήκες εργασίας των υπερκρίσιμων και υπερκρίσιμων ατμοστρόβιλων είναι πολύ σκληρές, ειδικά τα πτερύγια στο τμήμα υψηλής θερμοκρασίας πρέπει να αντέχουν σε υψηλές θερμοκρασίες, υψηλή καταπόνηση, υψηλή ταχύτητα και άλλες σκληρές συνθήκες, επομένως προβάλλονται υψηλότερες απαιτήσεις απόδοσης υψηλής θερμοκρασίας για το πτερύγιο ατσάλι. Επί του παρόντος, η μελέτη των μηχανικών ιδιοτήτων υψηλής θερμοκρασίας του μαρτενσιτικού ανοξείδωτου χάλυβα, όπως ο χάλυβας λεπίδων, περιορίζεται στην αλλαγή του δείκτη μηχανικών ιδιοτήτων υπό διαφορετική θερμική επεξεργασία ή μικροδομή, και η μελέτη συμπεριφοράς μηχανικής παραμόρφωσης σε υψηλή θερμοκρασία σπάνια. Ως εκ τούτου, αναλύθηκαν οι αλλαγές των μηχανικών ιδιοτήτων εφελκυσμού του χάλυβα λεπίδων 2Cr12NiMo1W1V σε διαφορετικές θερμοκρασίες και διαφορετικούς ρυθμούς παραμόρφωσης και οι μηχανικές συμπεριφορές αναλύθηκαν μέσω μεταλλογραφίας και ανάλυσης TEM.
Ο σφυρηλατημένος ανοπτημένος χάλυβας 2Cr12NiMo1W1V που παράγεται από ένα εργοστάσιο προφίλ επιλέχθηκε για τη δοκιμή και η χημική του σύνθεση φαίνεται στον Πίνακα 1. Όπως φαίνεται από τον Πίνακα 1, η χημική σύνθεση σκλήρυνσης του 2Cr12NiMo1W1V ελέγχεται βασικά εντός του απαιτούμενου εύρους. Το τυφλό δείγμα ρυθμίστηκε, το σύστημα θερμικής επεξεργασίας ήταν 1035 μοίρες × 1 ώρα απόσβεσης λαδιού, 690 μοίρες × 2 ώρες ψύξης αέρα, και στη συνέχεια έγινε το δείγμα εφελκυσμού.
Σε θερμοκρασία δωματίου (22 μοίρες ), 300 μοίρες , 600 μοίρες και 900 μοίρες, οι ρυθμοί παραμόρφωσης 10-1, 10-2, 10-3 και 10-4s-1 ήταν εκτελούνται στα δοκίμια εφελκυσμού. Αφού τραβήχτηκαν τα δείγματα, αφαιρέθηκαν αμέσως και ψύχθηκαν σε θερμοκρασία δωματίου στο νερό που ρέει. Ελήφθησαν δείγματα μεταλλογραφίας και ηλεκτρονικού μικροσκοπίου μετάδοσης από τις περιοχές όπου δεν εμφανίστηκε λαιμός μετά από κάταγμα. Τα μεταλλογραφικά δείγματα παρασκευάστηκαν με τη μέθοδο μωσαϊκού θερμής συμπίεσης, χαρακώθηκαν με 5 mLHCl+10gFeCl3 μικτό διαβρωτικό παράγοντα και στη συνέχεια παρατηρήθηκαν σε μεταλλογραφικό μικροσκόπιο. Αφού τα δείγματα μετάδοσης γυαλίστηκαν με το χέρι στα 80 ~ 100μm, τα δείγματα προετοιμάστηκαν και τελικά καθαρίστηκαν με όργανο ηλεκτρολυτικού διπλού ψεκασμού Tenupol-5 και όργανο αραίωσης ιόντων PIPS691 και η μικροσκοπική παρατήρηση πραγματοποιήθηκε από την JEM{{17} ηλεκτρονικό μικροσκόπιο μετάδοσης.
Τα αποτελέσματα των δοκιμών δείχνουν ότι:
(1) Με την αύξηση της θερμοκρασίας, η αντοχή του χάλυβα λεπίδας 2Cr12NiMo1W1V μειώνεται, η πλαστικότητα αυξάνεται και η επίδραση του ρυθμού παραμόρφωσης στην τάση αυξάνεται, αλλά το δείγμα είναι λιγότερο ευαίσθητο στον ρυθμό παραμόρφωσης. Στους 300 βαθμούς, η πλαστικότητα είναι η χειρότερη και μετά την είσοδο στο στάδιο υψηλής θερμοκρασίας, η πλαστικότητα αυξάνεται σημαντικά με την αύξηση της θερμοκρασίας. Στις 900 μοίρες , όταν ο ρυθμός παραμόρφωσης είναι 10-1s-1, ο λόγος συρρίκνωσης διατομής Z φτάνει το 94,1% και η ιδιότητα εφελκυσμού σε υψηλή θερμοκρασία του χάλυβα λεπίδων 2Cr12NiMo1W1V είναι εξαιρετική.
(2) Με την αύξηση της θερμοκρασίας εφελκυσμού, η πυκνότητα εξάρθρωσης μειώνεται σημαντικά και η γραμμή εξάρθρωσης γίνεται ευθεία λωρίδα. Στους 300 βαθμούς, εμφανίζονται τα νέα ιζήματα με υψηλότερη περιεκτικότητα σε V, γεγονός που κάνει τη χαλύβδινη πλαστικότητα των λεπίδων να επιδεινώνεται. Στους 900 βαθμούς, το μεγαλύτερο μέρος του μαρτενσίτη επανέρχεται σε φερρίτη και καρβίδιο, και μερικές περιοχές ανακρυσταλλώνονται. Το σχέδιο περίθλασης ηλεκτρονίων δείχνει ότι το καρβίδιο είναι M23C6 και ο άξονας της κρυσταλλικής ζώνης του είναι παράλληλος με τον άξονα της κρυσταλλικής ζώνης της μήτρας.
