რეზიუმე: შესწავლილია სხვადასხვა თერმული დამუშავების პროცესის გავლენა ZG06Cr13Ni4Mo მასალის მუშაობაზე. ტესტი აჩვენებს, რომ თერმული დამუშავების შემდეგ 1 010℃ ნორმალიზება + 605℃ პირველადი წრთობა + 580℃ მეორადი წრთობა, მასალა აღწევს საუკეთესო შესრულების ინდექსს. მისი სტრუქტურა არის დაბალნახშირბადიანი მარტენზიტი + საპირისპირო ტრანსფორმაციის აუსტენიტი, მაღალი სიმტკიცით, დაბალი ტემპერატურის გამძლეობით და შესაფერისი სიხისტე. იგი აკმაყოფილებს პროდუქტის შესრულების მოთხოვნებს დიდი დანის ჩამოსხმის სითბოს დამუშავების წარმოების გამოყენებისას.
საკვანძო სიტყვები: ZG06Cr13NI4Mo; მარტენზიტული უჟანგავი ფოლადი; დანა
დიდი პირები ჰიდროენერგეტიკული ტურბინების ძირითადი ნაწილებია. ნაწილების მომსახურების პირობები შედარებით მკაცრია და ისინი დიდი ხნის განმავლობაში ექვემდებარებიან მაღალი წნევის წყლის ნაკადის ზემოქმედებას, ცვეთას და ეროზიას. მასალა შერჩეულია ZG06Cr13Ni4Mo მარტენზიტური უჟანგავი ფოლადისგან, კარგი ყოვლისმომცველი მექანიკური თვისებებით და კოროზიის წინააღმდეგობით. ჰიდროენერგეტიკისა და მასთან დაკავშირებული ჩამოსხმის ფართომასშტაბიან განვითარებასთან ერთად, უფრო მაღალი მოთხოვნებია წამოწეული უჟანგავი ფოლადის მასალების მუშაობისთვის, როგორიცაა ZG06Cr13Ni4Mo. ამ მიზნით, შიდა ჰიდროენერგეტიკული აღჭურვილობის საწარმოს ZG06C r13N i4M ან დიდი პირების წარმოების საცდელთან ერთად, მასალის ქიმიური შემადგენლობის შიდა კონტროლის, თერმული დამუშავების პროცესის შედარების ტესტისა და ტესტის შედეგების ანალიზის, ოპტიმიზებული ერთჯერადი ნორმალიზება + ორმაგი წრთობის სითბო. ZG06C r13N i4M o უჟანგავი ფოლადის მასალის დამუშავების პროცესი განისაზღვრა ჩამოსხმის წარმოებისთვის, რომელიც აკმაყოფილებს მაღალი შესრულების მოთხოვნებს.
1 ქიმიური შემადგენლობის შიდა კონტროლი
ZG06C r13N i4M o მასალა არის მაღალი სიმტკიცის მარტენზიტული უჟანგავი ფოლადი, რომელსაც უნდა ჰქონდეს მაღალი მექანიკური თვისებები და კარგი დაბალ ტემპერატურაზე ზემოქმედების სიმტკიცე. მასალის მუშაობის გაუმჯობესების მიზნით, ქიმიური შემადგენლობა იყო შიდა კონტროლირებადი, საჭიროებდა w (C) ≤ 0,04%, w (P) ≤ 0,025%, w (S) ≤ 0,08%, და გაზის შემცველობა კონტროლდებოდა. ცხრილი 1 გვიჩვენებს მასალის შიდა კონტროლის ქიმიური შემადგენლობის დიაპაზონს და ნიმუშის ქიმიური შემადგენლობის ანალიზის შედეგებს, ხოლო ცხრილი 2 აჩვენებს მასალის გაზის შემცველობის შიდა კონტროლის მოთხოვნებს და ნიმუშის აირის შემცველობის ანალიზის შედეგებს.
ცხრილი 1 ქიმიური შემადგენლობა (მასური წილი, %)
| ელემენტი | C | Mn | Si | P | S | Ni | Cr | Mo | Cu | Al |
| სტანდარტული მოთხოვნა | ≤0.06 | ≤1.0 | ≤0.80 | ≤0.035 | ≤0.025 | 3.5-5.0 | 11.5-13.5 | 0,4-1,0 | ≤0.5 |
|
| ინგრედიენტები შიდა კონტროლი | ≤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 |
| გაანალიზეთ შედეგები | 0.023 | 1.0 | 0.57 | 0.013 | 0.005 | 4.61 | 13.0 | 0.56 | 0.02 | 0.035 |
ცხრილი 2 გაზის შემცველობა (ppm)
| გაზი | H | O | N |
| შიდა კონტროლის მოთხოვნები | ≤2.5 | ≤80 | ≤150 |
| გაანალიზეთ შედეგები | 1.69 | 68.6 | 119.3 |
ZG06C r13N i4M o მასალა დნებოდა 30 ტონა ელექტრო ღუმელში, დახვეწილი იყო 25T LF ღუმელში შენადნობისთვის, შემადგენლობისა და ტემპერატურის კორექტირებისთვის და დეკარბურიზაციით და გაუზირებით 25T VOD ღუმელში, რითაც მიიღება მდნარი ფოლადი ულტრა დაბალი ნახშირბადით. ერთიანი შემადგენლობა, მაღალი სისუფთავე და დაბალი მავნე გაზის შემცველობა. დაბოლოს, ალუმინის მავთული გამოიყენეს საბოლოო დეოქსიდაციისთვის, რათა შემცირდეს ჟანგბადის შემცველობა გამდნარ ფოლადში და კიდევ უფრო დახვეწოს მარცვლები.
2 თერმული დამუშავების პროცესის ტესტი
2.1 ტესტის გეგმა
ჩამოსხმის კორპუსი გამოიყენებოდა სატესტო სხეულად, სატესტო ბლოკის ზომა იყო 70 მმ× 70 მმ×230 მმ, ხოლო წინასწარი თერმული დამუშავება იყო დარბილების ანილირება. ლიტერატურის კონსულტაციის შემდეგ, შეირჩა თერმული დამუშავების პროცესის პარამეტრები: ნორმალიზების ტემპერატურა 1 010℃, პირველადი ტემპერატურები 590℃, 605℃, 620℃, მეორადი წრთობის ტემპერატურა 580℃ და სხვადასხვა წრთობის პროცესები გამოყენებული იქნა შედარებითი ტესტებისთვის. ტესტის გეგმა ნაჩვენებია ცხრილში 3.
ცხრილი 3 თერმული დამუშავების ტესტის გეგმა
| საცდელი გეგმა | თერმული დამუშავების ტესტის პროცესი | საპილოტე პროექტები |
| A1 | 1 010℃ნორმალიზება + 620℃ წრთობა | დაჭიმვის თვისებები ზემოქმედების სიმტკიცე სიხისტე HB მოხრის თვისებები მიკროსტრუქტურა |
| A2 | 1 010℃ნორმალიზება+620℃ტემპერირება+580℃ტეპერირება | |
| B1 | 1 010℃ნორმალიზება + 620℃ წრთობა | |
| B2 | 1 010℃ნორმალიზება+620℃ტემპერირება+580℃ტეპერირება | |
| C1 | 1 010℃ნორმალიზება + 620℃ წრთობა | |
| C2 | 1 010℃ნორმალიზება+620℃ტემპერირება+580℃ტეპერირება |
2.2 ტესტის შედეგების ანალიზი
2.2.1 ქიმიური შემადგენლობის ანალიზი
ცხრილებში 1 და 2 ცხრილებში ქიმიური შემადგენლობისა და აირის შემცველობის ანალიზის შედეგებიდან, ძირითადი ელემენტები და გაზის შემცველობა შეესაბამება შემადგენლობის კონტროლის ოპტიმიზებულ დიაპაზონს.
2.2.2 შესრულების ტესტის შედეგების ანალიზი
თერმული დამუშავების შემდეგ სხვადასხვა ტესტის სქემების მიხედვით, მექანიკური თვისებების შედარების ტესტები ჩატარდა GB/T228.1-2010, GB/T229-2007 და GB/T231.1-2009 სტანდარტების შესაბამისად. ექსპერიმენტული შედეგები ნაჩვენებია ცხრილში 4 და ცხრილში 5.
ცხრილი 4 სითბოს დამუშავების პროცესის სხვადასხვა სქემების მექანიკური თვისებების ანალიზი
| საცდელი გეგმა | Rp0.2/მპა | Rm/Mpa | A/％ | Z/％ | AKV/J(0℃) | სიხისტის ღირებულება HBW |
| სტანდარტული | ≥550 | ≥750 | ≥15 | ≥35 | ≥50 | 210-290 წწ |
| 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 |
ცხრილი 5 მოხრის ტესტი
| საცდელი გეგმა | მოსახვევის ტესტი (d=25,a=90°) | შეფასება |
| B1 | ბზარი 5,2×1,2 მმ | წარუმატებლობა |
| B2 | არანაირი ბზარი | კვალიფიციური |
მექანიკური თვისებების შედარებისა და ანალიზიდან: (1) ნორმალიზება + თერმული დამუშავება, მასალას შეუძლია მიიღოს უკეთესი მექანიკური თვისებები, რაც მიუთითებს, რომ მასალას აქვს კარგი გამკვრივება. (2) თერმული დამუშავების ნორმალიზების შემდეგ, ორმაგი წრთობის მოსავლიანობის ძალა და პლასტიურობა (დრეკადობა) გაუმჯობესებულია ერთჯერადი წრთობასთან შედარებით. (3) მოსახვევის შესრულების შემოწმებისა და ანალიზიდან გამომდინარე, B1 ნორმალიზების + ერთჯერადი წრთობის ტესტის პროცესის ღუნვის შესრულება არ არის კვალიფიცირებული, ხოლო B2 ტესტის პროცესის გაღუნვის ტესტის შესრულება ორმაგი წრთობის შემდეგ კვალიფიცირებულია. (4) ტესტის შედეგების შედარებიდან 6 სხვადასხვა წრთობის ტემპერატურაზე, B2 პროცესის სქემა 1 010℃ ნორმალიზება + 605℃ ერთჯერადი წრთობა + 580℃ მეორადი წრთობა აქვს საუკეთესო მექანიკური თვისებები, 687MPa გამძლეობით, დრეკადობით. 23%, ზემოქმედების სიმტკიცე 160J-ზე მეტი 0℃-ზე, ზომიერი სიმტკიცე 268HB და კვალიფიცირებული მოსახვევი შესრულება, ყველაფერი აკმაყოფილებს მასალის შესრულების მოთხოვნებს.
2.2.3 მეტალოგრაფიული სტრუქტურის ანალიზი
მასალის B1 და B2 ტესტის პროცესების მეტალოგრაფიული სტრუქტურა გაანალიზებულია GB/T13298-1991 სტანდარტის მიხედვით. ნახაზი 1 გვიჩვენებს ნორმალიზების + 605℃ პირველი წრთობის მეტალოგრაფიულ სტრუქტურას, ხოლო სურათზე 2 გვიჩვენებს ნორმალიზების + პირველი წრთობის + მეორე წრთობის მეტალოგრაფიული სტრუქტურას. მეტალოგრაფიული შემოწმებისა და ანალიზიდან გამომდინარე, ZG06C r13N i4M o-ს ძირითადი სტრუქტურა თერმული დამუშავების შემდეგ არის დაბალნახშირბადიანი ლათ მარტენზიტი + რევერსიული აუსტენიტი. მეტალოგრაფიული სტრუქტურის ანალიზიდან გამომდინარე, მასალის ლაქა მარტენზიტის შეკვრა პირველი წრთობის შემდეგ უფრო სქელი და გრძელია. მეორე წრთობის შემდეგ მატრიცის სტრუქტურა ოდნავ იცვლება, მარტენზიტის სტრუქტურაც ოდნავ დახვეწილია და სტრუქტურა უფრო ერთგვაროვანია; შესრულების თვალსაზრისით, მოსავლიანობის ძალა და პლასტიურობა გარკვეულწილად გაუმჯობესებულია.
სურათი 1 ZG06Cr13Ni4Mo ნორმალიზება + ერთი წრთობის მიკროსტრუქტურა
ნახაზი 2 ZG06Cr13Ni4Mo ნორმალიზება + ორჯერ გამკვრივებული მეტალოგრაფიული სტრუქტურა
2.2.4 ტესტის შედეგების ანალიზი
1) ტესტმა დაადასტურა, რომ ZG06C r13N i4M o მასალას აქვს კარგი გამკვრივება. ნორმალიზება + თერმული დამუშავების გზით მასალას შეუძლია მიიღოს კარგი მექანიკური თვისებები; თერმული დამუშავების ნორმალიზების შემდეგ ორი ტემპერამენტის მოსავლიანობის სიძლიერე და პლასტიკური თვისებები (დრეკადობა) გაცილებით მაღალია, ვიდრე ერთი წრთობისას.
2) სატესტო ანალიზი ადასტურებს, რომ ZG06C r13N i4M o-ს სტრუქტურა ნორმალიზების შემდეგ არის მარტენზიტი, ხოლო წრთობის შემდეგ სტრუქტურა არის დაბალნახშირბადიანი ლათით თერმირებული მარტენზიტი + შებრუნებული აუსტენიტი. შებრუნებულ აუსტენიტს ზომიერ სტრუქტურაში აქვს მაღალი თერმული სტაბილურობა და მნიშვნელოვან გავლენას ახდენს მასალის მექანიკურ თვისებებზე, ზემოქმედების თვისებებზე და ჩამოსხმისა და შედუღების პროცესის თვისებებზე. აქედან გამომდინარე, მასალას აქვს მაღალი სიმტკიცე, მაღალი პლასტმასის სიმტკიცე, შესაბამისი სიხისტე, კარგი ბზარის წინააღმდეგობა და კარგი ჩამოსხმის და შედუღების თვისებები სითბოს დამუშავების შემდეგ.
3) ZG06C r13N i4M o-ის მეორადი წრთობის გაუმჯობესების მიზეზების ანალიზი. ნორმალიზების, გაცხელების და სითბოს შენარჩუნების შემდეგ, ZG06C r13N i4M o წარმოქმნის წვრილმარცვლოვან აუსტენიტს აუსტენიტიზაციის შემდეგ და შემდეგ გარდაიქმნება დაბალი ნახშირბადის მარტენზიტად სწრაფი გაგრილების შემდეგ. პირველი წრთობისას მარტენზიტში ზეგაჯერებული ნახშირბადი ნალექი ხდება კარბიდების სახით, რითაც ამცირებს მასალის სიმტკიცეს და აუმჯობესებს მასალის პლასტიურობას და სიმტკიცეს. პირველი წრთობის მაღალი ტემპერატურის გამო, პირველი წრთობა წარმოქმნის უაღრესად წვრილ საპირისპირო ავსტენიტს, თერმულ მარტენზიტის გარდა. ეს საპირისპირო აუსტენიტები ნაწილობრივ გარდაიქმნება მარტენზიტად წრთობის გაციების დროს, რაც უზრუნველყოფს პირობებს მეორადი წრთობის პროცესში კვლავ წარმოქმნილი სტაბილური საპირისპირო აუსტენიტის ნუკლეაციისა და ზრდისთვის. მეორადი წრთობის მიზანია საკმარისი სტაბილური საპირისპირო აუსტენიტის მიღება. ამ საპირისპირო აუსტენიტებს შეუძლიათ გაიარონ ფაზური ტრანსფორმაცია პლასტიკური დეფორმაციის დროს, რითაც აუმჯობესებენ მასალის სიმტკიცეს და პლასტიურობას. შეზღუდული პირობების გამო შეუძლებელია საპირისპირო აუსტენიტის დაკვირვება და ანალიზი, ამიტომ ამ ექსპერიმენტმა შედარებითი ანალიზის ძირითად საკვლევ ობიექტებად უნდა მიიღოს მექანიკური თვისებები და მიკროსტრუქტურა.
3 საწარმოო აპლიკაცია
ZG06C r13N i4M o არის მაღალი სიმტკიცის უჟანგავი ფოლადის თუჯის მასალა შესანიშნავი შესრულებით. როდესაც ხორციელდება პირების ფაქტობრივი წარმოება, წარმოებისთვის გამოიყენება ქიმიური შემადგენლობა და შიდა კონტროლის მოთხოვნები, რომლებიც განსაზღვრულია ექსპერიმენტით და მეორადი ნორმალიზება + თერმული დამუშავების პროცესი. თერმული დამუშავების პროცესი ნაჩვენებია სურათზე 3. დღეისათვის, დასრულებულია 10 დიდი ჰიდროენერგეტიკული დანის წარმოება და ყველა შესრულება აკმაყოფილებს მომხმარებლის მოთხოვნებს. მათ გაიარეს მომხმარებლის ხელახალი შემოწმება და მიიღეს კარგი შეფასება.
რთული მოხრილი პირების მახასიათებლების, დიდი კონტურის ზომების, სქელი ლილვის თავების, მარტივი დეფორმაციისა და დაბზარვისთვის, საჭიროა გარკვეული პროცესის ზომების გატარება თერმული დამუშავების პროცესში:
1) ლილვის თავი ქვევითაა და დანა ზევითაა. ღუმელის დატვირთვის სქემა მიღებულია მინიმალური დეფორმაციის გასაადვილებლად, როგორც ნაჩვენებია სურათზე 4;
2) დარწმუნდით, რომ საკმარისად დიდი უფსკრულია ჩამოსხმას შორის და ჩამოსხმასა და ბალიშის რკინის ქვედა ფირფიტას შორის გაგრილების უზრუნველსაყოფად და დარწმუნდით, რომ სქელი ლილვის თავი აკმაყოფილებს ულტრაბგერითი გამოვლენის მოთხოვნებს;
3) სამუშაო ნაწილის გათბობის ეტაპი რამდენიმეჯერ არის სეგმენტირებული, რათა მინიმუმამდე დაიყვანოს ჩამოსხმის ორგანიზაციული სტრესი გათბობის პროცესში, რათა თავიდან აიცილოს ბზარი.
ზემოაღნიშნული თერმული დამუშავების ღონისძიებების განხორციელება უზრუნველყოფს დანის თერმული დამუშავების ხარისხს.
სურათი 3 ZG06Cr13Ni4Mo დანის თერმული დამუშავების პროცესი
სურათი 4 დანის თერმული დამუშავების პროცესის ღუმელის ჩატვირთვის სქემა
4 დასკვნა
1) მასალის ქიმიური შემადგენლობის შიდა კონტროლის საფუძველზე, თერმული დამუშავების პროცესის ტესტირებით, დადგინდა, რომ ZG06C r13N i4M o მაღალი სიმტკიცის უჟანგავი ფოლადის მასალის თერმული დამუშავების პროცესი არის 1 თერმული დამუშავების პროცესი. 010℃ ნორმალიზება + 605℃ პირველადი წრთობა + 580℃ მეორადი წრთობა, რაც უზრუნველყოფს, რომ ჩამოსხმის მასალის მექანიკური თვისებები, დაბალი ტემპერატურის ზემოქმედების თვისებები და ცივი მოღუნვის თვისებები აკმაყოფილებს სტანდარტულ მოთხოვნებს.
2) ZG06C r13N i4M o მასალას აქვს კარგი გამკვრივება. სტრუქტურა ნორმალიზების შემდეგ + ორჯერ თერმული დამუშავების შემდეგ არის დაბალნახშირბადიანი ლათ მარტენზიტი + საპირისპირო აუსტენიტი კარგი შესრულებით, რომელსაც აქვს მაღალი სიმტკიცე, მაღალი პლასტმასის გამძლეობა, შესაბამისი სიმტკიცე, კარგი ბზარის წინააღმდეგობა და ჩამოსხმისა და შედუღების კარგი შესრულება.
3) ექსპერიმენტით განსაზღვრული ნორმალიზება + ორჯერ თერმული დამუშავების სქემა გამოიყენება დიდი პირების თერმული დამუშავების პროცესის წარმოებაზე და მასალის თვისებები ყველა აკმაყოფილებს მომხმარებლის სტანდარტულ მოთხოვნებს.
გამოქვეყნების დრო: ივნ-28-2024
