Comportamento meccanico alle alte temperature dell'acciaio per lame 2Cr12NiMo1W1V
L'acciaio per pale 2Cr12NiMo1W1V viene utilizzato principalmente nella produzione di pale e bulloni ad alta pressione per turbine, pale direttamente responsabili dell'energia cinetica e termica del vapore in energia meccanica, è una delle parti più importanti della turbina. Le condizioni di lavoro delle turbine a vapore supercritiche e ultrasupercritiche sono molto dure, in particolare le pale nella sezione ad alta temperatura devono resistere alle alte temperature, alle sollecitazioni elevate, all'alta velocità e ad altre condizioni difficili, quindi per le pale vengono proposti requisiti di prestazioni ad alta temperatura più elevati acciaio. Allo stato attuale, lo studio delle proprietà meccaniche ad alta temperatura dell'acciaio inossidabile martensitico come l'acciaio per lame è limitato al cambiamento dell'indice delle proprietà meccaniche in base a diversi trattamenti termici o microstruttura, e lo studio del comportamento di deformazione meccanica ad alta temperatura è raro. Pertanto, sono stati analizzati i cambiamenti delle proprietà meccaniche di trazione dell'acciaio per lame 2Cr12NiMo1W1V a diverse temperature e diverse velocità di deformazione, e i comportamenti meccanici sono stati analizzati mediante metallografia e analisi TEM.
Per il test è stato selezionato l'acciaio 2Cr12NiMo1W1V ricotto laminato per forgiatura prodotto da una fabbrica di profili e la sua composizione chimica è mostrata nella Tabella 1. Come si può vedere dalla Tabella 1, la composizione chimica di tenacizzazione di 2Cr12NiMo1W1V è sostanzialmente controllata entro l'intervallo richiesto. Il campione grezzo è stato condizionato, il sistema di trattamento termico è stato temprato in olio a 1035 gradi x 1 ora, raffreddamento ad aria a 690 gradi x 2 ore, quindi è stato realizzato il campione di trazione.
A temperatura ambiente (22 gradi), 300 gradi, 600 gradi e 900 gradi, le velocità di deformazione di 10-1, 10-2, 10-3 e 10-4s-1 erano eseguita sui provini di trazione. Dopo che i campioni furono estratti, furono immediatamente estratti e raffreddati a temperatura ambiente nell'acqua corrente. Campioni metallografici e al microscopio elettronico a trasmissione sono stati prelevati dalle aree in cui non si è verificata strizione dopo la frattura. I campioni metallografici sono stati preparati mediante il metodo Mosaic con pressatura a caldo, attaccati con un agente corrosivo misto 5mLHCl+10gFeCl3 e quindi osservati al microscopio metallografico. Dopo che i campioni di trasmissione sono stati lucidati manualmente a 80 ~ 100μm, i campioni sono stati preparati e infine puliti dallo strumento elettrolitico a doppio spruzzo Tenupol-5 e dallo strumento di assottigliamento ionico PIPS691, e l'osservazione al microscopio è stata effettuata da JEM-2100 microscopio elettronico a trasmissione.
I risultati del test mostrano che:
(1) Con l'aumento della temperatura, la resistenza dell'acciaio della lama 2Cr12NiMo1W1V diminuisce, la plasticità aumenta e l'influenza della velocità di deformazione sullo stress aumenta, ma il campione è meno sensibile alla velocità di deformazione. A 300 gradi, la plasticità è peggiore e, dopo essere entrati nella fase ad alta temperatura, la plasticità aumenta in modo significativo con l'aumento della temperatura. A 900 gradi, quando la velocità di deformazione è 10-1s-1, il rapporto di ritiro della sezione Z raggiunge il 94,1% e la proprietà di trazione ad alta temperatura dell'acciaio della lama 2Cr12NiMo1W1V è eccellente.
(2) Con l'aumento della temperatura di trazione, la densità della dislocazione diminuisce in modo significativo e la linea di dislocazione diventa una striscia diritta. A 300 gradi compaiono i nuovi precipitati con un contenuto di V più elevato, che fa deteriorare la plasticità dell'acciaio delle lame. A 900 gradi, la maggior parte della martensite ritorna in ferrite e carburo e alcune regioni vengono ricristallizzate. Lo schema di diffrazione degli elettroni mostra che il carburo è M23C6 e il suo asse della banda di cristallo è parallelo all'asse della banda di cristallo della matrice.
