Mechanisches Verhalten bei hohen Temperaturen von 2Cr12NiMo1W1V-Klingenstahl
2Cr12NiMo1W1V-Blattstahl wird hauptsächlich bei der Herstellung von Turbinen-Hochdruckschaufeln und -Bolzen verwendet, wobei die Schaufeln direkt für die kinetische und thermische Energie von Dampf in mechanische Energie verantwortlich sind und einer der wichtigsten Teile der Turbine sind. Die Arbeitsbedingungen von überkritischen und ultraüberkritischen Dampfturbinen sind sehr rau, insbesondere die Schaufeln im Hochtemperaturbereich müssen hohen Temperaturen, hoher Beanspruchung, hoher Geschwindigkeit und anderen rauen Bedingungen standhalten, weshalb an die Schaufeln höhere Leistungsanforderungen bei hohen Temperaturen gestellt werden Stahl. Gegenwärtig beschränkt sich die Untersuchung der mechanischen Eigenschaften von martensitischem Edelstahl wie Klingenstahl bei hohen Temperaturen auf die Änderung des Index der mechanischen Eigenschaften bei unterschiedlicher Wärmebehandlung oder Mikrostruktur, und die Untersuchung des mechanischen Verformungsverhaltens bei hohen Temperaturen erfolgt selten. Daher wurden die Änderungen der mechanischen Zugeigenschaften von 2Cr12NiMo1W1V-Klingenstahl bei unterschiedlichen Temperaturen und unterschiedlichen Dehnungsraten analysiert und das mechanische Verhalten mittels Metallographie und TEM-Analyse analysiert.
Für den Test wurde der durch Schmieden gewalzte, geglühte 2Cr12NiMo1W1V-Stahl ausgewählt, der von einer Profilfabrik hergestellt wurde. Seine chemische Zusammensetzung ist in Tabelle 1 aufgeführt. Wie aus Tabelle 1 ersichtlich ist, wird die härtende chemische Zusammensetzung von 2Cr12NiMo1W1V grundsätzlich innerhalb des erforderlichen Bereichs kontrolliert. Der Probenrohling wurde konditioniert, das Wärmebehandlungssystem bestand aus Ölabschreckung bei 1035 Grad × 1 Stunde, Luftkühlung bei 690 Grad × 2 Stunde und dann wurde die Zugprobe hergestellt.
Bei Raumtemperatur (22 Grad), 300 Grad, 600 Grad und 900 Grad betrugen die Dehnungsgeschwindigkeiten 10-1, 10-2, 10-3 und 10-4s-1 an den Zugproben durchgeführt. Nachdem die Proben gezogen worden waren, wurden sie sofort herausgenommen und im fließenden Wasser auf Raumtemperatur abgekühlt. Metallografische und Transmissionselektronenmikroskop-Proben wurden aus den Bereichen entnommen, in denen nach dem Bruch keine Einschnürung auftrat. Metallografische Proben wurden mit der Heißpress-Mosaik-Methode hergestellt, mit 5 mLHCl+10gFeCl3 gemischtem Korrosionsmittel geätzt und dann unter einem metallografischen Mikroskop beobachtet. Nachdem die Transmissionsproben manuell auf 80 ~ 100 μm poliert wurden, wurden die Proben vorbereitet und schließlich mit dem elektrolytischen Doppelsprühgerät Tenupol-5 und dem Ionenverdünnungsgerät PIPS691 gereinigt, und die mikroskopische Beobachtung wurde mit JEM-2100 durchgeführt. Transmissionselektronenmikroskop.
Die Testergebnisse zeigen, dass:
(1) Mit steigender Temperatur nimmt die Festigkeit des 2Cr12NiMo1W1V-Klingenstahls ab, die Plastizität nimmt zu und der Einfluss der Dehnungsrate auf die Spannung nimmt zu, aber die Probe reagiert weniger empfindlich auf die Dehnungsrate. Bei 300 Grad ist die Plastizität am schlechtesten, und nach Eintritt in die Hochtemperaturstufe nimmt die Plastizität mit steigender Temperatur deutlich zu. Bei 900 Grad und einer Dehnungsrate von 10-1s-1 erreicht das Querschnittsschrumpfungsverhältnis Z 94,1 % und die Hochtemperatur-Zugfestigkeit des 2Cr12NiMo1W1V-Klingenstahls ist ausgezeichnet.
(2) Mit steigender Zugtemperatur nimmt die Versetzungsdichte deutlich ab und die Versetzungslinie wird zu einem geraden Streifen. Bei 300 Grad treten neue Ausscheidungen mit höherem V-Gehalt auf, was zu einer Verschlechterung der Stahlplastizität der Klingen führt. Bei 900 Grad wandelt sich der größte Teil des Martensits in Ferrit und Karbid um und einige Bereiche werden rekristallisiert. Das Elektronenbeugungsmuster zeigt, dass es sich bei dem Karbid um M23C6 handelt und dass seine Kristallbandachse parallel zur Matrixkristallbandachse verläuft.
