X12CrMoWVNbN10-1-1 värmebeständigt stål används i stor utsträckning vid tillverkning av stora gjutgods och smide såsom ultra-superkritiska ångturbinrotorer, huvudångventilhus och gasturbinskivor. Det är ett typiskt (9 procent till 12 procent) Cr (massfraktion) värmebeständigt stål, med låg värmeutvidgningskoefficient, hög värmeledningsförmåga, bra krypprestanda vid hög temperatur och korrosionsbeständighet. Den har hög uthållighetshållfasthet vid cirka 600 grader och används i stor utsträckning vid tillverkning av högtemperaturservicekomponenter av ultra-superkritiska generatorer, till exempel stora gjutgods och smide som högtrycksrotorer och ångventilkroppar i ångturbinenheter [1]. I praktiska tillämpningar har det emellertid visat sig att töjningen av X12CrMoWVNbN10-1-1-stål vid 400 grader är lägre än rumstemperatur och dess plasticitet är dålig. Detta är uppenbarligen inte gynnsamt för den utbredda användningen av X12CrMoWVNbN10-1-1-stål i praktisk produktion inom ett bredare temperaturintervall, vilket utgör en säkerhetsrisk för produktionen
För närvarande har många inhemska och utländska forskare fokuserat på värmebehandlingsprocessen av X12CrMoWVNbN10-1-1 stål Yang Gang et al. [2] studerade effekten av härdning och härdning av kylningshastigheter på stålets mekaniska egenskaper vid rumstemperatur. Chilukuru [3] studerade effekten av nederbörd och förgrovning av karbonitrider på kryphållfasthet under långvarig högtemperaturkrypning vid 650 grader. G Kutz et al. [4] studerade effekten av uppvärmningsprocesser på utfällning av förstärkningsfaser i stålet. Tao et al. [5] Effekten av högtemperaturhärdning över 570 grader på utfällningsbeteendet hos utfällda faser i detta stål har studerats. Det har dock gjorts lite forskning om de mekaniska egenskaperna hos X12CrMoWVNbN10-1-1 stål inom temperaturområdet cirka 400 grader . I detta dokument har mekaniska tester utförts på X12CrMoWVNbN10-1-1 stål vid 300~600 grader, och mikrostrukturen hos dragprover vid olika temperaturer har observerats och analyserats för att utforska effekten av temperatur på de mekaniska egenskaperna och mikrostrukturen hos X12CrMoWVNbN10-1-1 stål.
1.Experimentella material och metoder
X12CrMoWVNbN10-1-1-stålet som användes i experimentet togs från ångventilkroppen på den ultra superkritiska ångturbinen, och dess kemiska sammansättning visas i tabell 1. Ventilkroppen smältes i en alkalisk elektrisk ugn, raffinerad i en slev och raffinerade i en vakuuminduktionsugn och gjuts sedan till en gjutning vid cirka 1560 grader. Efter värmebehandling producerades den. Värmebehandlingsprocessen är 1 050 graders glödgningsugnskylning plus 1 100 grads normaliserande luftkylning plus 740 graders anlöpning.
Utskurna från experimentmaterial φ 5 mm × 25 mm dragprover utsattes för dragprovning på en SANS universell testmaskin under höga temperaturförhållanden på 300, 350, 400, 450, 500, 600 grader. Transient dragprovning vid hög temperatur utfördes i enlighet med standarderna som specificeras i GB/T4338-2006 högtemperaturdragprovning av metalliska material, med värdena 2 × Genomför dragprovning med en töjningshastighet på 10-4s -1. Under högtemperaturtransient dragprovning, värm först dragprovet till testtemperaturen vid 10 grader/min och håll det vid denna temperatur i 1 timme innan du utför enaxlig dragprovning. Observera sedan brottmorfologin för dragprovet och ta ett prov nära frakturen för mikroskopisk observation och analys
Provet polerades successivt med 400 # till 2000 # slippapper och polerades. Efter polering etsades den med en blandning av 5 g FeCl3, 25 ml HCl och 25 ml etanol. Den metallografiska strukturen observerades under ett OLYMPUS DSX500 metallografiskt mikroskop. Skanningsstrukturen och dragbrottet observerades med användning av ett Zeiss Ultra Plus fältemissionssvepelektronmikroskop. En 0,5 mm tunn skiva skars längs tvärsektionen cirka 5 mm från brottet och maldes till 50 mm μM tjock, stansades ut φ En 3 mm cirkulär platta tunnades ut med hjälp av en elektrolytisk dubbelstrålepoleringsmetod för att förbereda ett TEM-prov. Elektrolyten var en blandad lösning (volymfraktion) av 95 procent CH3COOH och 5 procent HClO4, och elektrolystemperaturen var under - 30 grader. TEM-observationer utfördes på ett FEI Tecnai G20 transmissionselektronmikroskop.
2. Resultat och diskussion
Högtemperaturdragtestresultaten för X12CrMoWVNbN10-1-1 stål kan ses att inom testtemperaturområdet, när temperaturen är under 400 grader, minskar materialets hållfasthet långsamt, och även när draghållfastheten är 350 grader grad är det en liten ökning. När temperaturen ökar, ökar hastigheten för hållfasthetsminskningen gradvis. Till skillnad från förändringen i hållfasthetsvärdena, inom intervallet 300 till 600 grader, minskar först materialets töjning och ökar sedan snabbt, med töjningen vid 400 grader är 14,2 procent, minimum uppnått.
Morfologin för dragbrottsytan hos X12CrMoWVNbN10-1-1 stål vid vissa temperaturer. Inom testtemperaturområdet är materialets brottläge duktilt brott, med ett stort antal fördjupningar fördelade på brottytan. Provens brottyta vid 300 grader och 400 grader har små och täta fördjupningar, men några stora gropar uppträder i proverna vid 300 grader, vilket indikerar god seghet. Efter att temperaturen stiger till 500 grader ökar gropen avsevärt. Det indikerar att segheten gradvis ökar, och det finns ett bra motsvarande förhållande mellan dragbrottet och förändringen i materialets plasticitet.
