L'acer resistent a la calor X12CrMoWVNbN10-1-1 s'utilitza àmpliament en la fabricació de grans peces de fosa i forja, com ara rotors de turbines de vapor ultra-supercrítiques, cossos de vàlvules de vapor principals i discs de turbines de gas. És un acer resistent a la calor típic (del 9% al 12%) de Cr (fracció de massa), amb baix coeficient d'expansió tèrmica, alta conductivitat tèrmica, bon rendiment de fluència a alta temperatura i resistència a la corrosió. Té una gran resistència a uns 600 graus i s'utilitza àmpliament en la fabricació de components de servei d'alta temperatura de generadors ultra-supercrítics, per exemple, peces de fosa i forja grans com rotors d'alta pressió i cossos de vàlvules de vapor en unitats de turbines de vapor. [1]. Tanmateix, en aplicacions pràctiques, s'ha trobat que l'allargament de l'acer X12CrMoWVNbN10-1-1 a 400 graus és inferior a la temperatura ambient i la seva plasticitat és deficient. Evidentment, això no afavoreix l'aplicació generalitzada de l'acer X12CrMoWVNbN10-1-1 en la producció pràctica dins d'un rang de temperatures més ampli, cosa que suposa un perill de seguretat per a la producció.
Actualment, molts investigadors nacionals i estrangers s'han centrat en el procés de tractament tèrmic de l'acer X12CrMoWVNbN10-1-1 Yang Gang et al. [2] va estudiar l'efecte de les velocitats de refredament del tremp i del tremp sobre les propietats mecàniques de l'acer a temperatura ambient. Chilukuru [3] va estudiar l'efecte de la precipitació i l'engreixament dels carbonitrurs sobre la força de fluència durant la fluència a llarg termini a alta temperatura a 650 graus. G Kutz et al. [4] va estudiar l'efecte dels processos d'escalfament sobre la precipitació de les fases d'enfortiment de l'acer. Tao et al. [5] S'ha estudiat l'efecte del tremp a alta temperatura per sobre de 570 graus sobre el comportament de la precipitació de les fases precipitades en aquest acer. Tanmateix, hi ha hagut poca investigació sobre les propietats mecàniques de l'acer X12CrMoWVNbN10-1-1 dins del rang de temperatura d'uns 400 graus. En aquest article, s'han realitzat proves mecàniques en acer X12CrMoWVNbN10-1-1 a 300 ~ 600 graus, i s'ha observat i analitzat la microestructura de mostres de tracció a diverses temperatures per explorar l'efecte de la temperatura sobre les propietats mecàniques i la microestructura de X12CrMoWVNbN10-1-1 acer.
1. Materials i mètodes experimentals
L'acer X12CrMoWVNbN10-1-1 utilitzat en l'experiment es va extreure del cos de la vàlvula de vapor de la turbina de vapor ultra supercrítica, i la seva composició química es mostra a la taula 1. El cos de la vàlvula es va fondre en un forn elèctric alcalí, refinat en un cullerada i refinada en un forn d'inducció al buit i després llançada en una fosa a uns 1560 graus. Després del tractament tèrmic, es va produir. El procés de tractament tèrmic és de 1 050 graus de refrigeració del forn de recuit més 1 100 graus de normalització de refrigeració per aire més 740 graus de temperat.
Les mostres de tracció tallades a partir de material experimental φ 5 mm × 25 mm es van sotmetre a proves de tracció en una màquina de prova universal SANS en condicions d'alta temperatura de 300, 350, 400, 450, 500, 600 graus. Les proves de tracció transitòries a alta temperatura es van dur a terme d'acord amb els estàndards especificats a GB/T4338-2006 Assajos de tracció a alta temperatura de materials metàl·lics, amb els valors de 2 × Realitzar proves de tracció a una velocitat de tensió de 10-4 s -1. Durant les proves de tracció transitòries a alta temperatura, primer escalfeu la mostra de tracció a la temperatura de prova a 10 graus / min i mantingueu-la a aquesta temperatura durant 1 hora abans de realitzar proves de tracció uniaxials. A continuació, observeu la morfologia de la fractura de la mostra de tracció i preneu una mostra a prop de la fractura per a l'observació i anàlisi microscòpica.
La mostra es va polir successivament amb paper abrasiu de 400 # a 2000 # i es va polir. Després del poliment, es va gravar amb una barreja de 5 g de FeCl3, 25 ml d'HCl i 25 ml d'etanol. L'estructura metalogràfica es va observar amb un microscopi metalogràfic OLYMPUS DSX500. L'estructura d'exploració i la fractura de tracció es van observar mitjançant un microscopi electrònic d'exploració d'emissió de camp Zeiss Ultra Plus. Es va tallar una rodanxa prima de 0, 5 mm al llarg de la secció transversal a uns 5 mm des de la fractura i es va tallar fins a 50 mm μ M de gruix, perforada φ Es va aprimar una placa circular de 3 mm mitjançant un mètode de poliment electrolític de doble raig per preparar una mostra TEM. L'electròlit era una solució mixta (fracció de volum) de 95 per cent de CH3COOH i 5 per cent de HClO4, i la temperatura d'electròlisi era inferior a - 30 graus. Les observacions TEM es van realitzar en un microscopi electrònic de transmissió FEI Tecnai G20.
2. Resultats i discussió
Els resultats de la prova de tracció a alta temperatura de l'acer X12CrMoWVNbN10-1-1 es poden veure que dins del rang de temperatura de prova, quan la temperatura és per sota dels 400 graus, la resistència del material disminueix lentament, i fins i tot quan la resistència a la tracció és de 350 graus. grau, hi ha un lleuger augment. A mesura que augmenta la temperatura, la taxa de reducció de la força augmenta gradualment. A diferència del canvi en els valors de resistència, dins del rang de 300 a 600 graus, l'allargament del material disminueix primer i després augmenta ràpidament, sent l'allargament a 400 graus del 14,2 per cent, mínim assolit.
Morfologia de la superfície de fractura per tracció de l'acer X12CrMoWVNbN10-1-1 a algunes temperatures. Dins del rang de temperatures de prova, el mode de fractura del material és la fractura dúctil, amb un gran nombre de fosses distribuïdes a la superfície de fractura. La superfície de fractura de les mostres a 300 graus i 400 graus té forats petits i densos, però apareixen alguns forats grans a les mostres a 300 graus, cosa que indica una bona duresa. Després que la temperatura augmenti a 500 graus, la mida del clot augmenta significativament, indica que la duresa augmenta gradualment i hi ha una bona relació corresponent entre la fractura per tracció i el canvi en la plasticitat del material.
