30Cr1Mo1V破壞性試驗性能分析

文/王旭穎·太原重工股份有限公司

30Cr1Mo1V 鋼是被廣泛應用于亞臨界大型火力發電機組中的高中壓轉子材料，產品在使用過程中需要承受較高的溫度及壓力，因此需要有良好的綜合性能。為研究該材料的使用性能，進行了該材料破壞性性能試驗。

試驗材料生產過程

選取30Cr1Mo1V 材質作為試驗材料，冶煉方式為真空碳脫氧，具體熔煉分析見表1，試驗材料工藝流程如圖1 所示。

試驗用料規格為φ1300mm×1300mm。試驗材料與訂貨產品同爐冶煉、同爐鍛造、同種工藝性能熱處理。

鍛造過程

圖1 試驗材料工藝流程

表1 30Cr1Mo1V 試驗用料熔煉分析(%)

試驗材料在12500t 壓機上完成鍛造，采用兩次鐓粗，兩次WHF 法拔長，確保鍛件探傷合格。鍛件冒口及底部有足夠的切除量，共占錠身比例約20%，如圖1 所示，僅使用鋼錠內部質量較好的部分。鍛造溫度范圍為850 ～1240℃，整個鍛造過程大變形階段均采用高溫鍛造，成形階段為控制晶粒度采用低于1200℃成形。每次鐓粗后高度與鐓粗后直徑比H/D ≈0.6，拔長后的長度與鐓粗后的高度比L/H ≈2.2，鍛比6。鍛造加熱過程中，在第一火壓圓后，第二火采用≥1230℃溫度保溫36 小時以上，進行高溫擴散，以均勻合金元素分布、消除枝晶偏析、均勻枝晶組織。

圖2 30Cr1Mo1V 試驗材料在鋼錠中的位置

試驗材料在鋼錠中的位置見圖2，鍛后與產品同爐熱處理。鍛后熱處理根據鋼錠熔煉分析計算出材料的Ac1及Ac3實際溫度，確定鍛后熱處理正火及回火溫度參數，全過程鍛件表面捆綁熱電偶，監測爐溫與料溫的差別，確保組織均勻、晶粒細化、消除應力，曲線如圖3 所示。

性能熱處理

根據產品熔煉分析及第一次粗加工后超探情況制定調質曲線，如圖4 所示。

試驗過程

性能熱處理后對試驗材料進行了解剖分析。選取試樣位置見圖5，選取試驗項目見表2。

試驗結果

圖3 30Cr1Mo1V 試驗材料鍛后熱處理曲線

圖4 30Cr1Mo1V 試驗材料調質熱處理曲線

圖5 30Cr1Mo1V 試驗材料試樣位置選取

對30Cr1Mo1V 試驗料按圖5 要求進行解剖后，按表2 項目要求進行分析，最終得到結果見表3、表4、表5、表6 和表7，金相組織照片，如圖6 所示。

結束語

表2 30Cr1Mo1V 試驗材料、試驗項目

表3 成品化學分析(%)

表4 常溫拉伸試驗結果

通過本次破壞試驗，我們可以得知，在控制好原材料成分的基礎上，通過合理的鍛造工藝及熱處理工藝，完全可以得到內部性能及組織良好的30Cr1Mo1V 材料制造的產品。

表5 常溫沖擊試驗結果

圖6 金相組織照片(左100×，右500×)

表6 FATT50 值及上平臺能量值試驗結果

表7 顯微組織

徐晃在《三國演義》中第一次出場，手執大斧，飛驟驊騮，直取崔勇。兩馬相交，只一合，斬崔勇于馬下，其殺傷力可見一斑。