长期服役后高中压转子30Cr1Mo1V钢的性能研究

通过室温拉伸、高温拉伸和冲击等试验研究了经过长期服役后的高中压转子30Cr1Mo1V钢不同位置的性能变化,并分析了转子强度和韧性变化的原因.结果表明：转子服役温度高的部位碳化物的形貌、分布和大小均发生变化,贝氏体和铁素体中的碳化物析出、聚集或长大,而原奥氏体晶界和贝氏体与铁素体边界处碳化物析出增多,碳化物颗粒变得粗大;不同位置的拉伸性能差别不大,服役温度最高位置的拉伸强度最低,冲击韧性下降;不同部位总冲击能量的降低主要表现为裂纹形成能的降低,而裂纹扩展能区别很小;高中压转子30Cr1Mo1V钢服役时高温位置的韧脆性转变温度（FATT50）比低温位置明显升高.     

2Cr12NiMo1W1V钢补焊焊缝氮化层性能分析

2Cr12NiMo1W1V钢在汽轮机行业应用于阀杆、阀碟、扩散器等零部件时,常因小缺陷而报废。通过在2Cr12NiMo1W1V试板上模拟同质焊补试验和渗氮试验,研究了焊缝金属氮化层的性能,表明焊缝金属的氮化层硬度、深度和脆性均能够满足使用要求,说明该试验结果具有工程应用价值,为此类缺陷的修复提供参考依据。     

AP1000汽轮机低压转子30Cr2Ni4MoV钢的组织及力学性能

采用化学成分和显微组织分析、室温和高温拉伸、硬度、冲击以及韧脆转变温度测试等方法,研究了30Cr2Ni4MoV钢低压转子不同位置的组织和力学性能.结果表明:低压转子不同位置的成分偏析较小,晶粒尺寸变化不大,拉伸强度和硬度比较均匀,但室温冲击性能、上平台能量和韧脆转变温度有所差别;与芯部相比,低压转子表面的室温冲击吸收能量和上平台能量高,韧脆转变温度低.     

2Cr12NiMo1W1V钢螺栓表面裂纹分析

2Cr12NiMo1W1V钢螺栓在调制后发现其表面存在多条轴向裂纹。通过对裂纹进行宏观观察、断口宏观及微观分析、化学成分分析、硬度检查以及金相分析等,并结合实际生产工艺,最终确定了螺栓的开裂原因。分析结果表明:2Cr12NiMo1W1V钢螺栓开裂主要是因为其表面存在锻造折叠缺陷,缺陷处形成裂纹源区,淬火时在淬火应力的作用下,由折叠缺陷进一步扩展形成裂纹。     

长期服役后低压转子30Cr2Ni4MoV钢的性能研究

以1根长期服役的30Cr2Ni4MoV钢低压转子为例,通过显微组织分析、室温拉伸、高温拉伸和冲击以及韧脆性转变温度试验等方法研究了低压转子不同部位的显微组织和性能,并分析了低压转子强度和韧性变化的原因.结果表明:在低压转子电机端中心部位出现C、Cr、Ni和Mo等成分的偏析;转子不同部位的组织形态区别明显,服役时温度高的部位未发生明显的碳化物析出增多和颗粒粗化;转子不同部位的室温拉伸性能差别较大,服役时温度高的部位的拉伸强度未出现明显降低;转子外缘不同部位冲击韧性相同,但近中心孔不同部位的冲击韧性差别大;转子不同部位总冲击能量的区别主要表现为裂纹扩展能的差异,但裂纹形成能无明显区别;服役时转子高温部位的韧脆性转变温度升高;由于低压转子尺寸大,造成制造时不同部位的成分和显微组织的差别,这是导致不同部位性能差异的主要原因.     

ZG12Cr9Mo1Co1NiVNbNB耐热钢材料开发应用研究

随着火电超超临界机组蒸汽参数提高到28 MPa~30 MPa/600℃/620℃,对耐热钢的性能要求进一步提高,在目前耐热钢铸件材料无法满足该参数长期运行的条件下,开发了一种含Co和B的新型耐热钢材料。利用先进的JMatPro计算软件对ZG12Cr9Mo1Co1NiVNbNB进行成分配比和组织及相的模拟,并按计算确定的成分进行试制,通过对进口试块的常规力学性能、高温瞬时拉伸、断裂力学、高温持久-蠕变性能、组织稳定性及相分析和多回火试验后常规力学等使用性能和工艺性能进行了测试、分析,研究表明ZG12Cr9Mo1Co1NiVNbNB材料可适用于620℃等级超超临界机组阀门、汽缸等高温高压部件。     

浅论材料屈强比与低周疲劳寿命之间的关系

文章通过对IN625、2Cr11Mo1NiWVNbN和1Cr11Co3W3NiMoVNbNB 3种材料不同温度下的高温拉伸力学性能和低周疲劳性能的比较分析,发现室温条件下这3种材料的屈强比和低周疲劳寿命大致有相反的变化趋势,于是进一步通过理论分析,认为对于其他结构材料,这种变化趋势一般也是能够成立的。     

国产高温螺栓钢粗晶的消除

20Cr1MolVNbTiB和20Cr1MolVTiB钢(又称螺栓~#1、~#2钢),是六十年代我国自己研制成功的珠光体螺栓用钢,用以制造汽轮机、锅炉的高温紧固件。经过近10年的机组实行运行考验,证实其缺口敏感性很小,有较高的松弛性能、持久强度和持久塑性,组织稳定,有良好的机械性能,优于目前常用的高温螺栓钢25Cr2MolV钢,其某些性能比12Cr变质钢还高。 但这两种钢在原材料或热处理后检验时,会发现粗晶现象,引起α_K值降低。 一、粗晶的宏观与微观组织 1.宏观组织 其一:试样经酸洗后,纵截面呈椭圆形黑白斑,其大小为0.2～12mm,横截面为等轴状。     

ZG15Cr2Mo1与ZG15Cr1Mo1V性能比较

对汽轮机用铸钢材料ZG15Cr2Mo1和ZG15Cr1Mo1V进行了室温力学性能、室温断裂韧性、高温力学性能等试验,并对试验结果作了分析研究和对比。     

12% Cr钢降低淬火温度试验研究

为减少12%Cr马氏体铁素体型不锈钢因晶粒粗大,造成冲击功不合现象。通过对比国内外标准推荐热处理制度,并对1Cr12Mo进行淬火工艺试验,试验结果表明:(1)1Cr12,1Cr13,2Cr13以及1Cr11MoV的淬火温度较高;(2)淬火温度过高导致12%Cr钢晶粒粗大,粗晶降低材料的冲击性能;(3)12%Cr钢的淬火温度应该降到980±10℃。     

T91与12Cr1MoVG异种钢焊接接头的力学性能

采用自动钨极氩弧焊对12Cr1MoVG与T91异种钢进行焊接,研究在焊接接头不同热处理状态下,对异种钢焊接接头力学性能的影响。研究结果表明,异种钢焊接接头的一次合格率达到100%。在不同热处理状态条件下,常温拉伸与高温拉伸的断裂位置均在12Cr1MoVG母材一侧,而异种钢接头经过热处理后的高温拉伸强度和常温拉伸强度均要低于未进行热处理试样,其热处理后的异种钢接头的高温拉伸强度和常温拉伸强度分别为519、555MPa,未热处理后的异种钢接头的高温拉伸强度和常温拉伸强度分别为554、653 MPa。     

Mo、Sb、P及Si对汽轮机Cr—Mo—V铸钢机械性能的影响

绪言从高温强度及蠕变特性方面考虑,火力发电设备汽轮机的主汽门及高中压缸材料使用Cr—Mo—V铸钢是很适合的。对于Cr—Mo—V铸钢的材料特性与化学成份的关系已进行过大量研究,但有关详细化学成分、断裂力学及冶金性能等情况还未经过探讨。因此本试验是以改进Cr—Mo—V铸钢性能及提高产品的可靠性为目的,进行下列几方面的研究: (1)Mo、Si、P、Sb、含量与机械性能的关系; (2)Mo、Si、P、Sb含量与蠕变断裂强度的关系; (3)Mo、Si、P、Sb含量与蠕变裂纹扩展速度的关系; (4)Mo、Si、P、Sb含量与过热脆化的关系。     

高温叶片钢2Cr10MoVNbN的应用性能研究

为了实现高温叶片钢2Cr10MoVNbN的国产化应用,从叶片的高温、高应力、高转速等严苛工况条件的角度,通过试验研究2Cr10MoVNbN钢的高温瞬时拉伸性能、疲劳性能、高温持久性能和物理性能等应用性能,并介绍了各种应用性能的理论基础和钢的强化机理。试验结果显示:1)随温度升高2Cr10MoVNbN钢的强度逐渐降低,在低温阶段延伸率和断面收缩率缓慢下降,在中温阶段塑性最差,进入高温阶段后随温度升高塑性大幅升高;2)2Cr10MoVNbN钢在高温下仍保持高的疲劳强度,疲劳性能优良;3)2Cr10MoVNbN钢的高温持久性能优良,在高温、长时条件下仍保持高的强度。试验证明2Cr10MoVNbN钢是一种理想的超临界、超超临界汽轮机高温叶片材料。     

大型汽轮机用Cr—Mo—V与Cr—Mo铸钢高温性能的比较研究

本文对大型汽轮机高温铸件用Cr-Mo-V和Cr-Mo两类铸钢的持久强度、蠕变极限、室温断裂韧性、蠕变裂纹扩展速率等主要应用性能进行了比较研究,为合理选材提供了依据.图3表7     

一种新型耐热钢1Cr10Co6MoVNbN的组织与性能研究

1Cr10Co6MoVNbN钢是一种新型耐热钢,该钢是一种马氏体不锈钢,通过向1Cr13钢添加Cr、Co、Mo、V、Nb等多种合金元素,引发铁素体基体晶格畸变而强化基体,该钢具有较强的抗氧化性和热强性以及高温抗蠕变等特性。通过对1Cr10Co6MoVNbN钢进行热处理,测试其耐高温抗氧化性、线性热膨胀、平均线膨胀系数,观察微观组织,对该钢进行深一步了解,积累相关技术数据,进而更好地发挥材料的特有属性,满足材料在不同方面使用要求。     

625℃汽轮机转子材料的开发及性能分析

通过总结国内外关于9％～ 10％ Cr铁素体钢的研发成果,全面探讨了典型的625℃汽轮机转子材料COST-FB2的工艺、微观组织和性能特征及其强化机理.研究表明COST-FB2转子钢具有良好的物理性能、较高的高温屈服强度以及良好的蠕变和持久性能.COST-FB2可用于上海汽轮机厂设计的再热蒸汽温度为620℃的超超临界汽轮机机组.     

600℃以上汽轮机转子用高强度12％Cr铁素体钢的研制

为了燃煤电站的改进，研制了一种先进的12％Cr铁素体钢（TOS110）用于高温转子。该钢的研制是依据各种12％Cr耐热钢的研究经验，合金元素对持久强度的影响进行了专门研究。其中10％Cr－1．8W－0．7％Mo－V－3％Co－Nb－B钢是一个有希望的钢种。研究揭示了该钢比用于593℃的10％Cr－1％Mo－1％W－V－Nb钢有更高的持久强度。该新钢种的可生产性与性能已通过一个中等尺寸的锻件与产品尺寸的转子锻件进行了验证。产品尺寸转子锻件的评定工作现在正在进行之中，目前已得到了一些可喜的结果。该高强度12％Cr铁素体钢有希望运用于在630℃或630℃以上运行的高温转子。因此，燃煤电站可望得到热效率的明显改进。     

脆化的20Cr1Mo1VNbTiB螺栓的缺口试验

在取自服役12×10~4h的20Cr1Mo1VNbTiB螺栓钢的拉伸试样上预制不同底部曲率半径(0.10mm, 0.13mm, 0.25mm, 0.85mm)和不同深度(0.25mm, 0.50mm, 1.00mm)的V型缺口,通过拉伸试验研究了脆化后的20Cr1Mo1VNbTiB螺栓钢的缺口性能,并与新材料的缺口试验进行对比。结果表明:脆化后的20Cr1Mo1VNbTiB螺栓钢与新材料均无缺口敏感性,缺口试验均降低了材料的断后伸长率。脆化后的20Cr1Mo1VNbTiB螺栓钢断后伸长率比新材料的下降更多。     

20Cr1Mo1VNbTiB材质螺栓性能可靠性分析及建议

20Cr1Mo1VNbTiB是我国自行研制的高温螺栓用钢,近些年经常发生断裂,给电厂带来极大的安全风险及经济损失。研究发现,20Cr1Mo1VNbTiB普遍存在粗晶、混晶、冲击韧性严重下降的问题,造成螺栓受到冲击载荷时易在应力最大点萌发裂纹,并发生瞬时断裂。避免使用带有粗晶(或套晶)和低吸收冲击功的螺栓是防止断裂事故发生的关键。对在役螺栓和新螺栓检验与监督提出了一些新的建议和措施以供参考。     

长期运行后汽轮机转子裂纹扩展行为的研究

对运行16年的30Cr1Mo1V亚临界汽轮机高中压转子进行解剖试验,采用直流电位法对材料在538℃下的蠕变裂纹、蠕变-疲劳裂纹萌生与扩展行为进行了研究,分析了不同初始应力强度因子对蠕变裂纹扩展孕育时间和蠕变裂纹扩展速率的影响,并对高温段和低温段的相关性能进行了比较,研究了不同保持时间对蠕变-疲劳裂纹扩展行为的影响,同时还分析了不同条件下裂纹扩展行为的时间或循环相关性．结果表明：疲劳缩短了蠕变-疲劳裂纹的扩展孕育期,加速了裂纹的扩展;载荷保持时间较短情况下,蠕变-疲劳裂纹扩展行为与循环相关;栽荷保持时间较长情况下,裂纹扩展行为与时间相关．