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高(gāo)溫螺栓鋼熱處理(lǐ)過程中的(de)應用

一(yī)、前言

20CrMoVNbTiB 高(gāo)溫螺栓鋼是制造大功率、高(gāo)參數汽輪發電機組的(de)理(lǐ)想材料。該鋼在570℃以下長(cháng)期運行組織穩定,不但有高(gāo)的(de)持久強度而且有高(gāo)的(de)持久塑性。在我廠5 号電機側6 号螺栓運行14 萬小時後解剖試驗中未發現晶內(nèi)和(hé)晶界有明顯的(de)碳化物聚集。該鋼缺口敏感性幾乎為(wèi)零。但是該鋼的(de)熱處理(lǐ)質量十分難于控制,至使裝在谏壁電廠、姚孟電廠、望亭電廠的(de)三十萬千瓦國産機組都出現過斷螺栓事故。研究發現,斷螺栓的(de)現象是由于材料硬度過高(gāo),沖擊韌性低(dī)造成的(de)。因此成品螺栓的(de)硬度監測就成了杜絕惡性事故的(de)關鍵手段。多年(nián)前我們就意識到了這個問題,那時一(yī)直把随爐處理(lǐ)的(de)試樣在台式洛氏硬度試驗機上測試,并硬性地(dì)把所測結果估算到成品螺栓上,明知道(dào)這個做(zuò)法欠妥;但是沒有任何其他測試手段也隻能如(rú)此而已。

1989 年(nián)春天,我們收到廠生産技術科轉來的(de)時代裏氏硬度計說明書。精美的(de)圖片上竟然是我廠金屬室技術員唐品華在測試汽輪機部件的(de)硬度,使用的(de)儀器正是時代裏氏硬度計。我急切的(de)讀,心情舒暢,如(rú)坐春風。車間主任、廠總工程師接到說明書及購置儀器計劃單時更是眉開眼笑,立即拍闆—買!

二、儀器性能及測試數據

在摸索儀器使用性能的(de)過程中我們總結出:凡是布氏硬度符合電力部标準241285 HB 的(de)元鋼,力學(xué)性能的(de)各項指标都合乎驗收标準;凡是硬度值高(gāo)于電力部标準的(de)元鋼、力學(xué)性能都不合格,尤其是沖擊值很低(dī)。

三、讨論

時代裏氏硬度計攜帶方便,測試準确,但對被測面的(de)粗糙度要求高(gāo)、螺栓坯料須車光端面,

用砂紙打光至Ra 為(wèi)0.8 再進行測試。20CrMoVNbTiB 鋼的(de)布氏硬度隻要稍高(gāo)于或等于電力部标準的(de)下限(即241HB),力學(xué)性能完全可(kě)以達到驗收标準。20CrMoVNbTiB 鋼的(de)布氏硬度如(rú)果等于電力部标準的(de)上限(即285HB),則有可(kě)能導緻性能不合格。如(rú)果材料布氏硬度高(gāo)于電力部标準上限,則材料性能肯定不合格。

我們在制定工藝時,回火溫度甯低(dī)勿高(gāo),萬一(yī)材料硬度高(gāo)可(kě)以進行二次回火補救,但是如(rú)果

回火溫度過高(gāo)材料硬度低(dī)了則隻能重新淬火。實際工作中,我們把調質後硬度高(gāo)的(de)重新回爐進行一(yī)次溫度高(gāo)于原始回火溫度10℃、保溫4 小時的(de)回火,即可(kě)使材料性能合格。

總之,我們是在摸索階段才做(zuò)出了以上的(de)判斷。目前,我們用“時代”裏氏硬度計控制調質

後材料的(de)性能,效果甚佳。

四、結論

1、同一(yī)熱處理(lǐ)狀态下的(de)20CrMnVNbTiB 鋼的(de)裏氏硬度與其他力學(xué)性能(屈服強度,拉力強度,相對伸長(cháng)率、相對面縮率、沖擊值)有嚴格的(de)對應關系,隻要控制好該鋼調質後的(de)布氏硬度,即可(kě)保證該鋼其它力學(xué)性能在合格範圍之內(nèi);

2、經核對,時代裏氏硬度計測出的(de)洛氏硬度值與台式洛氏硬度計測出的(de)結果吻合。

3、唯有便攜式時代裏氏硬度計才能完成大型工件或構件的(de)硬度測試工作;4、用時代裏氏硬度計驗收成品高(gāo)溫螺栓的(de)硬度、對汽輪發電機組的(de)**運行有實際意義。

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