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山东宝腾工字钢有限公司

Q345B工字钢,Q345BH型钢,Q345B槽钢,Q345B角钢

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固溶处理对Q345B槽钢蠕变的影响
发布时间:2018-04-07        浏览次数:14        返回列表

固溶处理对Q345B槽钢蠕变的影响

研究发现,P(磷)、B(硼)能成倍地延长Q345B槽钢的持久和蠕变性能,显著提高其使用温度。在对P、B的强化机理系统研究的基础上,发展了P、B复合强化Q345B槽钢。

对于涡轮盘和压气机盘等航空发动机的关键热端部件,蠕变是极为关键的性能,决定其性能水平和服役寿命。而GH4169和Q345B槽钢是制造这些盘件的重要备选材料,蠕变是其关键性能之一。Q345B槽钢晶界δ相的密度主要由固溶处理温度控制,对合金的稳态蠕变速率和蠕变断裂寿命有复杂的影响。降低固溶处理的冷却速率,会缩短Q345B槽钢的蠕变断裂寿命。P、B在Q345B槽钢中的晶界或位错处偏聚,延长蠕变断裂寿命并降低蠕变速率。科研人员研究了固溶处理温度对Q345B槽钢蠕变的影响及机理。

试验用Q345B槽钢采用“真空感应+真空自耗”双联工艺熔炼的工业铸锭,铸锭直径为423mm,分析成分(质量分数,%)为:Ni51.88,Cr18.46,Mo2.98,Nb5.35,Al0.60,Ti0.99,P0.022,B0.009,C0.031,S0.0019,Fe余量。将铸锭均匀化处理后锻造成直径为250mm的棒材,然后再模锻成直径为600mm的盘形件。在盘形件的各部位切取金相样,分析其组织。在盘件1/2半径部位切取45mm×15mm×50mm的块状试样两块,分别进行(1020℃×4h,AC)和(980℃×4h,AC)固溶处理,然后进行标准的时效处理:720℃×8h,炉冷至620℃,保温8h后空冷。

将经过以上两种处理的试块加工成蠕变试样,测试650℃/700MPa和680℃/725MPa条件下的蠕变曲线,并分别计算合金的表观蠕变激活能及应力指数。在GTW504型蠕变持久试验机上进行合金的蠕变实验。用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)观察锻态、热处理态及蠕变变形后合金的微观组织形貌。研究表明:

(1)随着固溶处理温度的提高(由980℃升高至1020℃)Q345B槽钢的650℃/700MPa稳态蠕变速率显著降低,蠕变断裂寿命显著延长;固溶处理温度对680℃/725MPa蠕变的影响,具有相同的趋势但其程度减弱。

(2)孪晶的形成是Q345B槽钢蠕变的重要机制。

(3)提高固溶处理温度使Q345B槽钢的晶界δ相的析出尺寸和数量减少,晶界滑动的难度增大。晶粒度增大使形成孪晶的阻力增大,晶粒变形的速率降低,因此合金的稳态蠕变速率降低,表观蠕变激活能增大,蠕变断裂寿命延长。

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