转轮用高屈强比高韧性不锈钢焊接接头微观组织与性能.pdf

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1、大电机技术43转轮用高屈强比高韧性不锈钢焊接接头微观组织与性能侯世璞，程广福，过洁(哈尔滨大电机研究所水力发电设备国家重点实验室，哈尔滨150040)[摘要]本文针对应用于大型转轮的高屈强比高韧性铸造不锈钢的焊接接头组织及力学性能进行了研究，结果表明，焊后经过480~C退火处理后接头微观组织均为单相板条马氏体，接头拉伸性能良好，而接头焊缝区域的韧性较差；而经过590~C退火处理后，微观组织除板条马氏体外，在靠近热影响区的母材、热影响区存在少量铁素体。接头强度降低，而接头各区域的冲击韧性良好。[关键词

2、]转轮；高屈强比高韧性不锈钢；焊接；微观组织；性能[中图分类号]TK730．51[文献标识码]A[文章编号]1000．3983(2012)01．0043．03MicrostructureandPrope~sofWeldingJointofHighYieldRatioandHighTenac~yStainlessSteelUsedforRunnerHOUSllipu，CHENGGuangfu，(OJie(HarbinInstituteofLargeElectricalMachinery,StateKe

3、yLaboratoryofHydro．powerEquipment，Harbin150040)Abstract：Themicrostructureandpropertiesofweldingjointofhighyieldratioandhightenacitycaststainlesssteelusedforlargescalerurlnerwasinvestigatedinthispaper．Theresultsshowthatthejointmicrostructureafter480℃ann

4、ealingissingle-phaselathmartensite．Andthetensilepropertiesofthejointsarewell，butthetoughnessoftheweldzoneislow．mentheannealingtemperatureis590℃，thereislathmartensitewithasmallamountofferriteinthebasemetal(BM)neartotheheatafectedzone(HAZ)andHAZ．Andthete

5、nsilepropertyofthejointsreduced，butthetoughnessofeveryzoneoftheiointsiswel1．Keywords：runner；highyieldratioandhightenacitystainlesssteel；welding；microstructure；property决定了转轮的可靠性和使用寿命。因此，本文对高屈序言强比高韧性铸造不锈钢材料进行了应用研究，对其焊转轮是水轮机最关键的部件之一，它的质量直接接接头组织及力学性能进行分析。影

6、响水轮机的效率和使用寿命。近年来，我国一批大1试验方法容量水电站相继建成或在建，而一些大型转轮投入运行后，普遍存在叶片开裂的问题，由于这种开裂是不1．1试验材料可预期的，而且发生在设计寿命之内，因此危害很大，试验材料由沈阳铸造研究所提供的高屈强比高韧不仅严重影响转轮使用寿命，甚至可能发生叶片断裂性铸造铬镍系不锈钢，该型超低碳马氏体不锈钢采用而引发事故，严重威胁电站的安全运行【1'2]0为提高水钢液精炼工艺(AOD、VOD等)和成分当量、纯净度轮机转轮的可靠性，沈阳铸造研究所针对大型水轮机及残余元素控

7、制工艺获得，具有较高的强度及较好韧转轮研发了高屈强比高韧性铸造不锈钢。由于混流式转轮最大弯曲应力出现在叶片与下环性和塑性。其成分如表l所示，力学性能如表2所示。或者上冠连接处的T型焊接接头区域，由于应力集中，材料经1000℃／3h正火+480~C／4h回火，其微观组织这两个区域的局部应力最高，因此也就是开裂发生的为板条马氏体，并含有少量的6铁素体，如图l所示，最危险的区域【3'，因此，焊接接头的组织与性能直接焊接材料采用HS13／5L(00Crl3Ni5Mo)焊丝。大电机技术51均可保证机组安全运行

8、。计算，计算结果表明，当发电机GD为490000t·m，5．9稳定性水轮机保证在机组独立的或任何组合的启动、运行、根据模型试验结果预测，在水轮机的保证运行范停机或甩负荷情况等机组可能运行的各种工况下，蜗围内，不存在高部分负荷压力脉动；不存在初生叶道壳末端最大水压(包括压力上升值在内)不超过涡流和叶片出水边可见卡门涡；叶片进口边负压面初151．9ldWC，机组转速上升最大为额定转速的42．5％，生空化线和正压面初生空化线在水轮机的保证运行范转轮出口压力最小值为5．96m