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20Cr13是什么材質(zhì)不銹鋼?

點擊次數(shù):6163更新時間:2022-09-13

20Cr13鋼是一種常用的不銹鋼,具有較高的熱強度、抗氧化性和良好的減震性。在弱腐蝕介質(zhì)中具有良好的耐腐蝕性,對淡水和海水﹑蒸汽和空氣也有足夠的耐腐蝕性。熱處理后綜合性能好,廣泛應用于汽輪機轉子末葉片﹑緊固螺栓和對耐腐蝕性和強韌性要求較高的容器及構件。

生產(chǎn)實踐表明,20Cr13鋼經(jīng)1050℃淬火有時會使馬氏體變厚,在400~600℃回火后,沖擊韌性顯著降低。高溫回火可保證其組織和性能在使用溫度下穩(wěn)定,耐腐蝕性高。

20Cr13鋼錠鍛造退火后進行調(diào)質(zhì),達到用戶要求的性能指標。本次實驗采用單介質(zhì)和多介質(zhì)淬火冷卻工藝,通過700℃高溫回火解決淬火過程中的縱向裂紋。表為20Cr13的化學成分。

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試驗中使用的冷卻液為10%F-2000水基介質(zhì)液,以下簡稱介質(zhì)液。鍛造和退火后的兩個尺寸相同的2OCr13轉子,裝入RT3-120-11型全纖維臺車爐,實施10型全纖維臺車爐O0℃保溫7.5h,單介質(zhì)出爐后,單介質(zhì)分別進行(F-2000介質(zhì)液+介質(zhì)液+空)冷,淬火樣品為700℃保溫18h空冷(回火工藝)。顯微組織采用奧林巴斯。GX51M型金相顯微鏡﹑硬度檢測用HL-2000硬度計,分別取2000硬度計mm高倍試樣和120mm力學性能試樣,進行試驗和分析。

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從圖中可以看出,不同的淬火冷卻方法可以得到不同的淬火硬度。單介質(zhì)液冷卻的表面硬度可達462HB,各種介質(zhì)冷卻方法的淬火表面硬度達到456HB。隨著與樣品中心的距離增加,兩種冷卻方法的硬度不斷降低。這表明兩種冷卻方法都達到了硬化的目的。單介質(zhì)液冷卻可獲得較高的冷卻速度和均勻的小晶粒馬氏體組織,因此硬度略高于兩介質(zhì)冷卻方法。

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圖中的硬度曲線也也可以看出,這兩種冷卻方法的轉子內(nèi)外硬度相似。這表明兩者都是*淬透的工件。當轉子*淬透時,轉子的中心和表面都得到了馬氏體。然而,當轉子淬火時,表面冷卻更快,馬氏體首先發(fā)生變化。當轉子表面的馬氏體轉變完成時,中心位置發(fā)生了馬氏體轉變。但馬氏體比容大,最終組織應力在表面形成拉應力,心臟形成壓應力。當表面的切向拉應力大于軸向拉應力,超過鋼的斷裂抗力時,形成淬火縱向裂紋。這就是為什么單介質(zhì)冷卻產(chǎn)生裂紋的原因。

采用多介質(zhì)淬火冷卻,采用空冷-介質(zhì)冷-空冷法。轉子冷卻初期采用預冷(空冷),冷卻速度慢,奧氏體和過冷奧氏體轉子不會產(chǎn)生較大的彎曲畸變;介質(zhì)冷卻過程快速冷卻至Ms點以下,避免珠光體轉化;在最終空冷過程中,由于冷卻速度慢,可以緩解馬氏體積膨脹引起的應力。因此,多介質(zhì)冷卻轉子不易產(chǎn)生裂紋。

多介質(zhì)冷卻轉子樣品的力學性能測試。測試結果如表所示。可以看出,雙介質(zhì)冷卻可以實現(xiàn)。JBT2006容積式壓縮機20Cr13轉子要求。這20Cr13轉子調(diào)質(zhì)工藝已應用于鍛軋廠的生產(chǎn)實踐中。

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多介質(zhì)冷卻得到的淬火組織略厚,硬度略低。高溫回火后,晶粒與單介質(zhì)冷卻得到基本相同。多介質(zhì)冷卻得到的調(diào)質(zhì)轉子機械指標均達到國家標準JBT6908-2006的要求。鍛軋廠的生產(chǎn)實踐表明,通過多介質(zhì)冷卻,多介質(zhì)冷卻有效解決Cr陰陽轉子淬火縱向裂紋。

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