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2Cr12NiMoWV鋼是12 %Cr型馬氏體不銹耐熱鋼，首要用于制作大型汽輪機低溫緊固件。跟著大型汽輪機及其制作手藝的成長，該鋼在國際的用量越來越大。可是，迄今為止熱處置軌制對該鋼構造和機能影響的研討報道還沒有幾見，給該鋼的現實操縱帶來諸多方便。為此本文研討了差別熱處置工藝參數對2Cr12NiMoWV鋼構造和室溫力學機能(首要是硬度和打擊韌性)的影響紀律。在此根本上，對用該鋼制作的汽輪機低溫緊固螺栓的熱處置工藝停止優選。 1 實驗設計英文姿料與實驗設計英文措施

1.1 實驗資料
   實驗資料取自某電廠退役的汽輪機螺栓，其化學成份(%)為：0.24 C，12.22 Cr，0.62 Ni,0.93 Mo，1.25 W，0.30 V，0.20 Si，0.64 Mn，0.016 P，0.010 S。
1.2 實驗方式
   起首對實驗用鋼停止退火，退火工藝為870 ℃加熱3 h，以20 ℃/h冷至700 ℃保溫3 h，隨后爐冷至500 ℃出爐空冷。退火構造(圖1)為鐵素體基體上散布著顆粒狀碳化物和必然數目的晶界碳化物。退火后的資料加工成打擊試樣毛坯，隨后停止差別溫度淬火和回火處置，最初經磨削和線切割加工成為10 mm×10 mm×55 mm規范夏比打擊試樣。

1 退火工藝搭建

淬火加熱操縱4 kW低溫箱式電爐，挑選950、980、1 010、1 040、1 055、1 070、1 100、1 130、1 160 ℃等差別淬火加熱溫度停止實驗。各試樣淬火加熱時候為4 min/mm，出爐后油冷。回火在5 kW多用爐中停止，挑選650、680、710 ℃三種回火溫度，回火時候6 h，出爐后空冷。
   對顛末差別熱處置的試樣停止室溫打擊實驗，測定打擊韌性值。操縱沖斷的試樣停止斷口闡發、金相闡發和硬度丈量。金相闡發所用浸蝕劑為三氯化鐵硝酸水溶液。奧氏體晶粒度的測定按Hilliard方式停止［1］，所用侵蝕劑為飽和苦味酸水溶液加少許烷基苯磺酸鈉。

2 檢測成績與闡發

2.1 淬火溫度對奧氏體晶粒度的影響
   淬火溫度對奧氏體晶粒度的影響見表1。由表1可知，隨淬火溫度下降，奧氏體晶粒長大，溫度低于1 070 ℃時，晶粒長大的偏向較小，當溫度高于1 070 ℃時，晶粒長大速度加速。因為淬火加熱進程中，未溶碳化物相的數目間接影響奧氏體晶粒尺寸，未溶碳化物數目愈多，奧氏體晶粒尺寸愈小［2］。是以，表1中的數據申明，淬火溫度到達1 070 ℃時，原始構造中的碳化物已大局部溶入奧氏體中，從而使妨礙晶界遷徙的妨礙物大大削減，奧氏體長大速度加速。

表 1 淬火溫度對奧氏體晶粒度的影響

淬火溫度/℃   980 1040 1070  1100 1130 1160
奧氏體晶粒度級別/級  6.7 6.4 6.2 － 5.2 －

2.2 淬火溫度對硬度和打擊韌性的影響
   在680 ℃和710 ℃回火時，淬火溫度對打擊韌性及硬度的影響見圖2。在不異回火溫度下，跟著淬火加熱溫度下降，硬度持續進步。這是因為隨加熱溫度下降，合金碳化物溶入奧氏體中的數目增添，使奧氏體及隨后取得的馬氏體的合金化水平進步，從而進步馬氏體的抗回火不變性。淬火溫度對打擊韌性的影響較為龐雜，隨淬火溫度下降打擊韌性增添，當淬火溫度跨越1 040 ℃時，打擊韌性增添較著；在710 ℃回火前提下，1 055～1 070 ℃淬火時，打擊韌性到達最大；跨越1 100 ℃淬火時，隨淬火溫度下降，打擊韌性反而下降。

圖 2 淬火溫度對硬度和打擊韌性的影響
(a)680 ℃；(b)710 ℃

圖 3 淬火金相構造
(a) 980 ℃；(b) 1 070 ℃

 的差別退火室溫下試板的金相節構見圖3。退火節構為板條馬氏體，板條束的位向靠譜必需的晶胞位向。隨退火室溫增漲，馬氏體板條寸尺曾加。在980 ℃退火時，這是由于退火室溫較低，退火節構中還永久保存有晶界氫氟酸處理物，當退火室溫進一步至1 055～1 070 ℃時，晶界氫氟酸處理物近乎全數混溶奧氏體中。 圖 4 回火水溫對沖擊韌度的影響到

2.3 回火溫度對硬度和打擊韌性的影響
   回火溫度對打擊韌性和硬度的影響見圖4和5。在650～710 ℃溫度規模內，在不異淬火溫度下，隨回火溫度下降打擊韌性增添，硬度下降。回火溫度高于680 ℃時，打擊韌性增添和硬度下降的幅度較著增大，標明高于680 ℃回火改變的速度較著加速。以是，對2Cr12NiMoWV鋼只要在高于680 ℃以上溫度回火，能力使回火改變較為充實地停止，保障回火后的構造具備充足的不變性和較高的韌性。

圖 5 回火溫濕度對洛氏硬度的直接影響

2.4 斷口闡發
   在本實驗前提下，經各類差別熱處置的打擊試樣的微觀斷口描摹大抵類似，均由韌窩區和準解理斷裂區構成(圖6)。斷口闡發標明，韌窩區的寬度與試樣打擊韌性之間有杰出的對應干系，韌窩區寬度較大的試樣，其打擊韌性值較高；而韌性較高的試樣，其準解理區扯破棱較精密，扯破單位較小。
2.5 低溫緊固螺栓的熱處置
   低溫緊固螺栓是保障汽輪機寧靜任務的關頭整機。按照螺栓的退役前提，請求停止調質處置，為防止螺栓在裝拆時發生脆斷，請求其必須具備較高的室溫打擊韌性。詳細的手藝請求為HB 277～331，aK＞35 J/cm2 ［3］。綜合本次實驗成果，選定1 055～1 070 ℃淬火，700～710 ℃回火作為螺栓的熱處置工藝。經此工藝處置，不只能夠保障螺栓具備較高的強度和韌性，并且能夠保障其在耐久退役中具備較不變的構造。處置后螺栓的硬度為HB 287～299，aK＝40～62 J/cm2，均知足手藝前提請求。

3 會商   (1) 通過圖2，710 ℃回火前提下下，隨熱處理回火水溫下調，嚴厲攻擊耐磨性先帶來后下調。闡發廣泛性圖景會發生的緣故，寫明奧氏體的晶體尺碼和晶界氧化物的消融總體水平是應響熱處理回火室溫低回火的2Cr12NiMoWV鋼嚴厲攻擊耐磨性的重在身分。隨熱處理回火水溫下調，氧化物消融的流通量帶來，出框是熱處理回火組成中晶界氧化物溶于奧氏體中，使晶體間的連接力發展，而發展了嚴厲攻擊耐磨性；此外一個人面，隨熱處理回火水溫下調，奧氏體晶體長得，下調了嚴厲攻擊耐磨性。當熱處理回火水溫不超1 055 ℃時，前一種生活

圖 6 打擊試樣斷口描摹
(a) 韌窩區；(b) 準解理區

身分占主導位置，表現為隨溫度下降，打擊韌性增添；當淬火溫度到達1 055～1070 ℃時，晶界碳化物幾近全數溶入奧氏體中，打擊韌性到達最大；持續進步淬火溫度，奧氏體晶粒粗化，后一身分轉而起主導感化，使打擊韌性較著下降
   (2) 文獻中保舉的2Cr12NiMoWV鋼的淬火溫度區間多為980～1 040 ℃［4.5］。按照本實驗成果，因為該鋼退火構造中難以防止地存在相稱數目的晶界碳化物，在上述區間淬火，晶界碳化物難以大批消融，形成調質后室溫打擊韌性較低。若恰當進步淬火溫度至1 055～1 070 ℃，大局部晶界碳化物已消融，且奧氏體晶粒還沒有較著粗化，而隨后再以恰當溫度停止回火，則能夠取得杰出的室溫強度和韌性的共同。
   文獻［6］研討了淬火溫度對2Cr12NiMoWV鋼低溫機能的影響。成果標明，隨淬火溫度進步，耐久強度(σ570105)增添，980、1 040、1 100 ℃淬火后680 ℃回火，σ570105分別為85.3、114.7、122.6 MPa。三種溫度淬火的特久塑性無明顯區分，伸長率(δ10)均大于10 %。以是恰當進步淬火溫度，不只能夠明顯進步室溫打擊韌性，并且能夠在不下降耐久塑性的前提下，使耐久強度獲得進步。
   若將淬火溫度進步至1 100 ℃，室溫打擊韌性大大下降，而耐久強度值也增添得很少，并且因為奧氏體晶粒粗化，使鋼的缺口敏理性增添，這對低溫緊固螺栓這一帶缺口整機而言是不但愿的。綜上所述，倡議2Cr12NiMoWV鋼在1 055～1 070 ℃溫度區間加熱淬火。

4 學術觀點

   (1) 在不異回火溫度下，2Cr12NiMoWV鋼隨淬火溫度下降，硬度進步；而室溫打擊韌性先增添后下降，在1 055～1 070 ℃溫度區間到達最大值。倡議該鋼淬火加熱溫度區間為1 055～1 070 ℃。
   (2) 用2Cr12NiMoWV鋼制作的汽輪機低溫緊固螺栓的調質熱處置工藝為1 055～1 070 ℃淬火、700～710 ℃回火。經該工藝處置的試樣其硬度為HB 287～299，打擊韌性為40～62 J/cm2，能夠知足螺栓的手藝請求。

參 考 文 獻

1 沈桂琴.光學金相手藝.北京：北京航空航天大學出書社，1992.279.
2 符長璞，憨 勇，張金旺，等.奧氏體化溫度對20Cr11MoVNbNB鋼構造和機能的影響.金屬熱處置，1992，(3)：21.
3 電力行業規范.火力發電廠低溫緊固件手藝導則.DL439－91.
4 電機工程資料手冊編寫組編.電機工程資料手冊.北京：科技文獻出書社，1991.729.
5 美國金屬學會.熱處置任務者手冊.劉先曙譯.北京：機器產業出書社，1986.658.
6 林富生，趙中平，江先美，等.淬火溫度對國產C-422熱強鋼低溫機能的影響.機器工程資料，1987，(6)：54