叶片高频淬火

在凝汽式汽轮机中，汽流中的水滴会对叶片产生严重的水蚀。为了抵御末级动叶片的水蚀，除了从汽轮机结构设计上考虑减少水蚀作用之外，另一种防水蚀的方法是强化本级叶片的水蚀区。可采用的方法有堆焊、镶焊、钎焊司太立合金、高频淬火、火焰淬火、电火花强化等。叶片进汽边水蚀区经高频淬火获得细晶粒的回火马氏体和较大的残余压应力并提高了硬度，从而提高抗水蚀性和运行安全性。采用高频淬火的叶片，其返修率大大降低；淬火后叶片变形小，不需要技型，避免了因校形产生的宏观裂纹及显微裂纹，所以得到广泛应用。“851”叶片采用高频淬火…     

微合金钢S500MC的高频疲劳特性

材料的各种静态和疲劳断裂性能是结构强度分析、耐久性和损伤容限设计的基础。微合金高强度钢S500MC由于其较高强度和较高韧性塑性的组合,可广泛用于汽车等领域。采用升降法对S500MC试样进行高频疲劳试验,依据获得的数据绘出其应力-寿命(S-N)曲线,确定应力比R=0.1下的疲劳极限,还获得了一系列高频疲劳特性参数如下:S500MC钢的抗拉强度为635 MPa,疲劳极限σ0.1为471 MPa,达抗拉强度的70%多。双对数坐标系的S-N曲线上,斜线的截距SRI1=1 613 MPa,斜率b=-0.089 33,N C1=2.03×106,相关系数R=-0.954 53。     

2Cr12Ni4Mo3VNbN新型叶片钢高频淬火后的显微组织与疲劳性能

为提高2Cr12Ni4Mo3VNbN马氏体不锈钢叶片的疲劳性能,对调质处理后的叶片刃口区进行了高频淬火处理,研究了高频淬火前后2Cr12Ni4Mo3VNbN钢的显微组织、残余应力分布和疲劳性能。结果表明:2Cr12Ni4Mo3VNbN钢高频淬火后显微组织中的原奥氏体晶粒和马氏体板条束都得到细化,没有明显的析出物,而未高频淬火的马氏体有较多窄条状M3C析出。2Cr12Ni4Mo3VNbN叶片高频淬火区表层层深0.1 mm以内主要为压应力,应力值约在-450 MPa^-20 MPa之间,且随层深增加而减小。高频淬火态2Cr12Ni4Mo3VNbN钢的疲劳裂纹扩展门槛值为6.75 MPa·m^1/2,高于未高频淬火态下的4.73 MPa·m^1/2,并且高频淬火态2Cr12Ni4Mo3VNbN钢中的疲劳裂纹扩展速率低于未高频淬火态。这表明,高频淬火处理提高了2Cr12Ni4Mo3VNbN马氏体不锈钢的疲劳裂纹扩展抗力和疲劳裂纹扩展寿命。     

等温淬火温度对40CrMnSiMoVA超高强度钢微观组织与疲劳性能的影响

研究了４０ＣｒＭｎＳｉＭｏＶＡ钢等温淬火温度对元件轴向拉伸疲劳性能的影响。研究表明，３００℃等温淬火可降低材料对应力集中的敏感性，提高４０ＣｒＭｎＳｉＭｏＶＡ钢制复杂零件的疲劳性能。     

635 mm动叶片高频淬火工装及工艺研究

研究了高频感应淬火工装的设计、淬火工艺。通过采用635 mm叶片进行高频淬火试验,并解剖分析其硬度和金相组织,得出最佳的高频淬火工装及工艺。     

1080MW核电汽轮机1448mm叶片高频淬火工装设计

通过对1080 MW核电汽轮机组低压缸末级1448 mm动叶片防水蚀高频淬火工艺及工装研究,解决了工装旋转中心的确定、工装结构设计等难题,设计了整体组装结构、调整方便、通用性强的1448 mm动叶片防水蚀高频淬火工装,为实现该叶片的国产化奠定了基础.     

42CrMo钢亚温淬火未溶铁素体含量对接触疲劳性能的影响

本文研究了42CrMo钢经亚温淬火后未溶铁素体含量对接触疲劳性能的影响。试验结果表明,M+F双相组织的接触疲劳寿命比单一M组织的疲劳寿命高,接触疲劳寿命随未溶铁素体含量的增加而相应提高,在本试验条件下,当铁素体含量约为10%时,接触疲劳寿命为最佳。     

1Cr12Ni2W1MolV钢等离子淬火后的疲劳行为

采用模拟点蚀坑试样，研究了等离子淬火不同温度回火1Cr12Ni2W1MolV钢疲劳裂纹萌生和扩展行为。结果表明，由于等离子淬火的晶粒细化作用和在试样表面引入的残余压应力，提高了末级叶片用钢裂纹萌生抗力。比较两种回火温度试样试验结果，250℃回火试样裂纹萌生和扩展抗力均优于540℃回火试样。本研究结果为选择合适的热处理工艺提供了理论依据。     

Cr-Mo-V系高强度钢的疲劳断裂行为

采用旋转弯曲疲劳和疲劳裂纹扩展实验研究一种新型Cr-Mo-V系高强度钢在不同回火温度下的疲劳破坏行为.结果表明,Cr-Mo-V系高强度钢的旋转弯曲疲劳极限σ-1与抗拉强度Rm的比值σ-1/Rm随回火温度的升高而增加.在相同的强度水平下,实验钢的疲劳极限高于商业42CrMo钢.对疲劳断口裂纹源的分析表明,实验钢的疲劳裂纹主要起源于钢中的非金属夹杂物.采用C-T试样测定疲劳裂纹扩展速率的实验结果表明,Cr-Mo-V系高强度钢疲劳裂纹扩展第二阶段的扩展速率随回火温度升高而有所降低.在1500 MPa强度水平下,实验钢的疲劳裂纹扩展速率低于42CrMo钢.     

感应淬火对半轴用非调质钢高周疲劳性能的影响

利用旋转弯曲疲劳试验方法对比研究了一种半轴用铁素体+珠光体型非调质钢感应淬火前后高周疲劳性能的变化。结果表明,试验钢试样感应淬火后表层形成了厚度约1.2 mm、平均显微硬度约650 HV0.3的马氏体组织淬硬层。该淬硬层具有较高的残余压应力和十分细小的原奥氏体晶粒。感应淬火处理后,试验钢的疲劳耐久极限从420 MPa提高到716 MPa。疲劳断口的SEM观察表明,未经感应淬火试样的疲劳裂纹均起源于试样的表面基体,而经表面感应淬火后的疲劳裂纹则起裂于淬硬层边界附近的内部基体。     

感应淬火对Cr12MoV钢轧辊硬度和硬化层深度的影响

针对Cr12MoV钢轧辊感应淬火易开裂及硬化层深度的问题,研究了预热温度、淬火加热温度、感应圈移动速度和电源频率对Cr12MoV钢轧辊的硬度、开裂和硬化层深度的影响,探索了Cr12MoV钢轧辊具备高硬度不开裂及厚硬化层的方法。结果表明,Cr12MoV钢轧辊调质态硬度低于32 HRC与预热温度高于450 ℃时,能避免淬火开裂;随着感应淬火温度或感应圈移动速度提高,淬火Cr12MoV钢轧辊硬度出现先升高后降低的趋势,但无法明显影响硬化层深度;而随着感应电源频率降低,淬火Cr12MoV钢轧辊硬化层深度明显增加,但对淬火件硬度影响较小。     

回火对感应淬火10CrNi3MoV球扁钢组织和性能的影响

利用SEM、TEM等检测方法研究了回火工艺参数对感应加热淬火10Cr Ni3Mo V球扁钢组织和性能的影响。结果表明,感应淬火后,10Cr Ni3Mo V球扁钢淬火组织为细小的板条马氏体和少量贝氏体。随着回火温度的升高,10Cr Ni3Mo V钢球头与腹板处的强度与硬度单调下降,塑韧性得到改善;板条界面逐渐消失,晶界处析出的渗碳体长大和球化趋势越来越明显。随着回火时间延长,10Cr Ni3Mo V钢球头与腹板处的强度与硬度略有下降,塑韧性明显改善;碳化物的析出量减少,原有的粒状碳化物有聚集长大趋势。本试验钢获得良好强韧性匹配的最佳回火工艺为:回火温度630~650℃,回火时间3~3.5 h。     

海洋柔性立管用钢的疲劳断裂行为

采用GPS100高频疲劳试验机研究了海洋柔性立管用钢在温轧工艺下的疲劳断裂行为。结果表明,海洋柔性立管用钢疲劳寿命随加载应力幅的升高而不断下降;疲劳裂纹产生于试样表面,裂纹源区可见变形带及河流花样,裂纹扩展区存在大量二次裂纹,瞬断区疲劳裂纹呈韧性断裂特征。在疲劳裂纹扩展过程中,裂纹的扩展能力因大角度晶界的铁素体和高强度贝氏体的相互作用而受到限制,同时在晶界处形成的二次裂纹同样可减缓扩展速率,达到提高疲劳寿命的效果。     

Fatigue crack propagation behavior in dual-phase steel

The fatigue crack propagation in dual-phase steel was studied with the objective of developing ferriticmartensitic microstructures via intercritical annealing and thermomechanical processing. It was found that the changes in fatigue crack propagation rates and in the threshold stress intensity range, ΔK _th, resulting from microstructural variations, were directly related to tensile strength in the same manner that was observed in other types of structural steels. It was also observed that the relationship between tensile strength and fatigue crack propagation in intercritically annealed and thermomechanically processed dual-phase steel was much the same as for conventional steels of similar strength level.     

叶片开裂失效分析

利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDX)、拉伸强度试验机和显微维氏硬度计对某运行一段时间发生表面开裂的叶片进行了分析,叶片工作额定运行转速为3000r/min,运行温度为92.5℃,压力为-0.594 MPa.结果 表明,含有硫酸根离子的介质在叶片表面局部聚集导致表面出现点腐蚀是叶片开裂失效的...     

叶片开裂失效分析

利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDX)、拉伸强度试验机和显微维氏硬度计对某运行一段时间发生表面开裂的叶片进行了分析，叶片工作额定运行转速为3 000 r/min，运行温度为92.5 ℃，压力为-0.594 MPa。结果表明，含有硫酸根离子的介质在叶片表面局部聚集导致表面出现点腐蚀是叶片开裂失效的主要原因。裂纹为从表面开始的表面锈蚀，进而发生点蚀开裂失效。     

Effects of induction hardening and prior cold work on a microalloyed medium carbon steel

The torsional strength and microstructural response to induction hardening of a 10V45 steel with prior cold work was evaluated. The vanadium-microalloyed 1045 (10V45) steel was characterized in three conditions: as-hot-rolled, 18% cold-reduced, and 29% cold-reduced. Two of these evaluations, 10V45 as-hot-rolled and 10V45-18%, were subjected to stationary and progressive induction hardening to three nominal case depths: 2, 4, and 6 mm. All specimens were subsequently furnace tempered at 190 °C for 1 h. The martensitic case microstructures contained residual lamellar carbides due to incomplete dissolution of the pearlitic carbides in the prior microstructure. Torsional overload strength, as measured by maximum torque capacity, is greatly increased by increasing case depth, and to a lesser extent by increasing prior cold work level. Maximum torque capacity ranges from 2520 to 3170 N · m, depending upon induction hardening processing. Changing induction hardening processing from stationary (single-shot) to progressive (scan) had little effect on torque capacity. This paper was originally presented at the 17th ASM Heat Treating Society Conference, which included the 1st International Induction Heat Treating Symposium, 1997.