一种微合金化0Cr13Ni4Mo不锈钢的相图及临界转变温度研究.pdf

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1、No．2《大型铸锻件》HEAVYCASTINGANDFORGINGMarch20ll一种微合金化0Crl3Ni4Mo不锈钢的相图及临界转变温度研究王振华孙淑华。张亚才吕知清(1．燕山大学机械工程学院，河北066004；2．燕山大学理学院，河北066004；3．中国第一重型机械集团股份公司，黑龙江151042)摘要：用热力学计算结合示差量热分析(DSC)方法研究了一种水轮机叶片用V、N微合金化CrNiMo不锈钢的相图及临界转变温度，获得了该钢的伪二元平衡相图、平衡条件下各相的摩尔分数与温度的关系曲线。该钢的4

2、．和A。温度分别为580~C和730％，VN的析出温度为1010℃。关键词：微合金化；马氏体不锈钢；相图；临界转变温度中图分类号：TG156．3文献标识码：AStudyonPhaseDiagramandCriticalTransformationTemperatureofAMicro—alloyed0Crl3Ni4MoStainlessSteelWangZhenhua，SunShuhua，ZhangYacai，LvZhiqingAbstract：Thephasediagramandcriticaltrans

3、formationtemperaturesofa(V，N)micro—alloyedCrNiMostainlesssteelforhydraulicturbineandbladewereinvestigatedusingdifferentialscanningcalorimeter(DSC)andthermodyna—miccalculation．Thepseudo—equilibriumphasediagramandrelationshipsbetweenmolefractionofever),phase

4、andtem—pcratureunderequilibriumconditionwereobtained．TheresultsshowsthattheAlandA3temperatureofthetestedsteelare580and730％，respectively．TheprecipitationofVNoccurswhenthetemperatureisbelow1010qC．Keywords：Micro—alloying；martensiticstainlesssteel；phasediagram

5、；criticaltransformationtemperature0Crl3Ni4Mo钢因具有良好的铸造性能和焊1试验材料和方法接性能以及优异的力学性能和耐蚀性能，被广泛用于制造能源、化工和军事航天领域的大型结构试验所用V、N微合金化0Crl3Ni4Mo钢由件,2j。目前国内普遍采用0Crl3Ni4Mo马氏体25真空感应炉冶炼而成，采用真空浇注方法铸不锈钢制造三峡、葛洲坝电站等大型水轮机转轮成试验钢锭，其化学成分(质量分数，％)为：C及叶片，但近十几年大型水轮机转轮在运行中0．025，Cr12．6，Mn0

6、．36，Ni3．59，si0．14，Mo0．67，发生多起开裂事故，而且一般为运行过程中在焊V0．16，N0．042，P0．024及S0．018，其余为Fe。接接头处产生疲劳裂纹，这与焊接应力未彻底消试验用钢的伪二元平衡相图用Thermo．Calc除有很大关系。因此，如何提高0Crl3Ni4Mo钢软件P版本计算，采用TCFE2(TCSSteeL／Fe—al—的Acl温度，扩大叶片焊后去应力退火温度范loysdatabase，v2)数据库，平衡相摩尔分数与平围而又不降低其强韧性，对于消除焊接接头疲劳衡相组成的

7、计算也用该数据库。裂纹具有重要意义。试验用钢的临界转变温度在STA449C型热本文对一种V、N微合金化的0Crl3Ni4Mo钢分析仪上测定，试样尺寸为3mrfl×3mrnX3mm．试样以200℃／h的速度从20℃升温至1200oC的相图与临界转变温度进行理论计算与实验研究，为新型水轮机转轮及叶片用不锈钢的焊接及2试验结果和讨论热处理工艺的优化提供理论依据。2．1伪二元平衡相图收稿日期：2OlO～l2—30通过热力学计算获得的V、N微合金化基金项目：国家“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项资0Crl3N

8、i4Mo钢的伪二元平衡相图如图1所示。助项目(2009ZX04014-061-09)。图中标出了各个相区的平衡相组成，竖虚线对应作者简介：王振华(1980一)，男，河北灵寿人，讲师，研究方向为大型铸锻件，热变形金属学，高氮钢。着实际c含量(0．025％)，图右侧为每个平衡相lNo．2《大型铸锻件》March2011HEAVYCASTINGANDFORGING转变温度的理论值。从图1可以看出，试验用钢有下降(图中并