Abstrak: Pengaruh proses perawatan panas sing beda ing kinerja materi ZG06Cr13Ni4Mo diteliti. Tes kasebut nuduhake yen sawise perawatan panas ing normalisasi 1 010 ℃ + 605 ℃ tempering primer + 580 ℃ tempering sekunder, materi kasebut tekan indeks kinerja sing paling apik. Struktur kasebut yaiku martensit karbon rendah + austenit transformasi terbalik, kanthi kekuatan dhuwur, kateguhan suhu rendah lan kekerasan sing cocog. Iku meets syarat kinerja produk ing aplikasi saka agul-agul gedhe casting produksi perawatan panas.
Tembung kunci: ZG06Cr13NI4Mo; baja tahan karat martensit; lading
Blades gedhe minangka bagean penting ing turbin tenaga hidro. Kahanan layanan bagean kasebut relatif atos, lan kena pengaruh aliran banyu tekanan dhuwur, nyandhang lan erosi nganti suwe. Materi kasebut dipilih saka baja tahan karat martensit ZG06Cr13Ni4Mo kanthi sifat mekanik sing komprehensif lan tahan karat. Kanthi pangembangan tenaga air lan casting sing gegandhengan menyang skala gedhe, syarat sing luwih dhuwur diwenehake kanggo kinerja bahan stainless steel kayata ZG06Cr13Ni4Mo. Kanggo iki pungkasan, digabungake karo nyoba produksi ZG06C r13N i4M o lading gedhe saka perusahaan peralatan PLTA domestik, liwat kontrol internal saka komposisi kimia materi, proses perawatan panas comparison test lan analisis asil test, optimized single normalizing + pindho tempering panas. proses perawatan saka ZG06C r13N i4M o materi stainless steel ditemtokake kanggo gawé castings sing ketemu syarat kinerja dhuwur.
1 Kontrol internal komposisi kimia
Materi ZG06C r13N i4M o yaiku baja tahan karat martensit kekuatan dhuwur, sing kudu nduweni sifat mekanik sing dhuwur lan ketangguhan impact suhu sing apik. Kanggo nambah kinerja materi, komposisi kimia dikontrol sacara internal, mbutuhake w (C) ≤ 0,04%, w (P) ≤ 0,025%, w (S) ≤ 0,08%, lan isi gas dikontrol. Tabel 1 nuduhake kisaran komposisi kimia saka kontrol internal materi lan asil analisis komposisi kimia sampel, lan Tabel 2 nuduhake syarat kontrol internal isi gas materi lan asil analisis saka isi gas sampel.
Tabel 1 Komposisi kimia (fraksi massa, %)
| unsur | C | Mn | Si | P | S | Ni | Cr | Mo | Cu | Al |
| syarat standar | ≤0.06 | ≤1.0 | ≤0,80 | ≤0,035 | ≤0,025 | 3.5-5.0 | 11.5-13.5 | 0.4-1.0 | ≤0.5 |
|
| Ingredients Internal Control | ≤0.04 | 0.6-0.9 | 1.4-0.7 | ≤0,025 | ≤0,008 | 4.0-5.0 | 12.0-13.0 | 0.5-0.7 | ≤0.5 | ≤0,040 |
| Analisis asil | 0,023 | 1.0 | 0.57 | 0.013 | 0.005 | 4.61 | 13.0 | 0.56 | 0.02 | 0.035 |
Tabel 2. Kandungan gas (ppm)
| gas | H | O | N |
| Persyaratan kontrol internal | ≤2.5 | ≤80 | ≤150 |
| Analisis asil | 1.69 | 68.6 | 119.3 |
Bahan ZG06C r13N i4M o dilebur ing tungku listrik 30 t, disaring ing tungku 25T LF kanggo paduan, nyetel komposisi lan suhu, lan dekarburisasi lan degassed ing tungku VOD 25T, saéngga entuk baja molten kanthi karbon ultra-rendah, komposisi seragam, kemurnian dhuwur, lan isi gas mbebayani kurang. Pungkasan, kabel aluminium digunakake kanggo deoksidasi pungkasan kanggo nyuda isi oksigen ing baja molten lan luwih nyaring biji-bijian.
2 Tes proses perawatan panas
2.1 Rencana tes
Badan casting digunakake minangka awak test, ukuran blok test 70mm × 70mm × 230mm, lan perawatan panas pambuka iki softening annealing. Sawise konsultasi karo literatur, paramèter proses perawatan panas sing dipilih yaiku: normalisasi suhu 1 010 ℃, suhu temper primer 590 ℃, 605 ℃, 620 ℃, suhu temper sekunder 580 ℃, lan pangolahan tempering sing beda digunakake kanggo tes komparatif. Rencana tes ditampilake ing Tabel 3.
Tabel 3 Rencana uji coba panas
| Rencana pacoban | Proses tes perawatan panas | proyek pilot |
| A1 | 1 010 ℃ Normalizing + 620 ℃ Tempering | Sifat tarik Ketangguhan Dampak Kekerasan HB Sifat bending Struktur mikro |
| A2 | 1 010 ℃ Normalizing + 620 ℃ Tempering + 580 ℃ Tempering | |
| B1 | 1 010 ℃ Normalizing + 620 ℃ Tempering | |
| B2 | 1 010 ℃ Normalizing + 620 ℃ Tempering + 580 ℃ Tempering | |
| C1 | 1 010 ℃ Normalizing + 620 ℃ Tempering | |
| C2 | 1 010 ℃ Normalizing + 620 ℃ Tempering + 580 ℃ Tempering |
2.2 Analisis asil tes
2.2.1 Analisis komposisi kimia
Saka asil analisis komposisi kimia lan kandungan gas ing Tabel 1 lan Tabel 2, unsur utama lan isi gas selaras karo rentang kontrol komposisi sing dioptimalake.
2.2.2 Analisis asil tes kinerja
Sawise perawatan panas miturut skema tes sing beda, tes perbandingan sifat mekanik ditindakake sesuai karo standar GB / T228.1-2010, GB / T229-2007, lan GB / T231.1-2009. Asil eksperimen ditampilake ing Tabel 4 lan Tabel 5.
Tabel 4 Analisis sifat mekanik saka skema proses perawatan panas sing beda
| Rencana pacoban | Rp0.2/Mpa | Rm/Mpa | A/％ | Z/％ | AKV/J(0 ℃） | Nilai atose HBW |
| standar | ≥550 | ≥750 | ≥15 | ≥35 | ≥50 | 210~290 |
| A1 | 526 | 786 | 21.5 | 71 | 168, 160, 168 | 247 |
| A2 | 572 | 809 | 26 | 71 | 142, 143, 139 | 247 |
| B1 | 588 | 811 | 21.5 | 71 | 153, 144, 156 | 250 |
| B2 | 687 | 851 | 23 | 71 | 172, 165, 176 | 268 |
| C1 | 650 | 806 | 23 | 71 | 147, 152, 156 | 247 |
| C2 | 664 | 842 | 23.5 | 70 | 147, 141, 139 | 263 |
Tabel 5 Uji bending
| Rencana pacoban | Tes mlengkung (d=25,a=90°) | pambiji |
| B1 | Retak 5,2 × 1,2 mm | Gagal |
| B2 | Ora retak | mumpuni |
Saka perbandingan lan analisis sifat mekanik: (1) Normalisasi + perawatan panas tempering, materi bisa entuk sifat mekanik sing luwih apik, nuduhake yen materi kasebut nduweni hardenability sing apik. (2) Sawise normalisasi perawatan panas, kekuatan ngasilake lan plastisitas (elongation) saka tempering ganda luwih apik dibandhingake karo tempering tunggal. (3) Saka pengawasan lan analisis kinerja mlengkung, kinerja mlengkung saka B1 normalizing + proses test tempering siji unqualified, lan kinerja test mlengkung proses test B2 sawise tempering pindho qualified. (4) Saka perbandingan asil tes 6 suhu tempering sing beda, skema proses B2 saka 1 010 ℃ normalisasi + 605 ℃ tempering tunggal + 580 ℃ temper sekunder nduweni sifat mekanik sing paling apik, kanthi kekuatan ngasilake 687MPa, elongasi. saka 23%, kateguhan impact luwih saka 160J ing 0 ℃, atose Moderate saka 268HB, lan kinerja mlengkung qualified, kabeh ketemu syarat kinerja materi.
2.2.3 Analisis struktur metalografi
Struktur metalografi saka proses tes bahan B1 lan B2 dianalisis miturut standar GB / T13298-1991. Figure 1 nuduhake struktur metalographic saka normalizing + 605 ℃ tempering pisanan, lan Figure 2 nuduhake struktur metallographic saka normalizing + tempering pisanan + tempering kapindho. Saka inspeksi lan analisis metalografi, struktur utama ZG06C r13N i4M o sawise perawatan panas yaiku martensit lath karbon rendah + austenit sing dibalik. Saka analisis struktur metalografi, bundel martensit lath saka materi sawise tempering pisanan luwih kenthel lan luwih dawa. Sawise tempering kapindho, struktur matriks rada owah, struktur martensit uga rada olahan, lan struktur luwih seragam; ing syarat-syarat kinerja, kekuatan ngasilaken lan plasticity sing apik kanggo ombone tartamtu.
Gambar 1 normalisasi ZG06Cr13Ni4Mo + siji struktur mikro tempering
Gambar 2 ZG06Cr13Ni4Mo normalisasi + struktur metalografi kaping pindho tempering
2.2.4 Analisis asil tes
1) Test dikonfirmasi sing ZG06C r13N i4M o materi wis hardenability apik. Liwat normalisasi + perawatan panas tempering, materi bisa entuk sifat mekanik sing apik; kekuatan ngasilaken lan sifat plastik (elongation) saka loro tempering sawise normalizing perawatan panas akeh sing luwih dhuwur tinimbang siji tempering.
2) Analisis test mbuktekaken yen struktur ZG06C r13N i4M o sawise normalisasi iku martensit, lan struktur sawise tempering kurang karbon lath tempered martensite + reversed austenite. Austenit sing dibalikake ing struktur tempered nduweni stabilitas termal sing dhuwur lan nduweni pengaruh sing signifikan marang sifat mekanik, sifat impact lan proses casting lan welding materi. Mulane, materi nduweni kekuatan dhuwur, kateguhan plastik dhuwur, atose cocok, resistance kokain apik lan casting apik lan welding situs sawise perawatan panas.
3) Analisis alasan kanggo asil dandan saka kinerja tempering secondary ZG06C r13N i4M o. Sawise normalisasi, dadi panas lan pengawetan panas, ZG06C r13N i4M o mbentuk austenite nggoleki-grained sawise austenitization, lan banjur ganti dadi martensite kurang karbon sawise cooling cepet. Ing tempering pisanan, karbon supersaturated ing martensite precipitates ing wangun karbida, saéngga ngurangi kekuatan materi lan nambah plasticity lan kateguhan materi. Amarga suhu dhuwur saka tempering pisanan, tempering pisanan mrodhuksi austenite mbalikke banget nggoleki saliyane martensite tempered. Austenit mbalikke iki sebagian diowahi dadi martensit sajrone pendinginan temper, nyedhiyakake kondisi kanggo nukleasi lan pertumbuhan austenit terbalik stabil sing diasilake maneh sajrone proses tempering sekunder. Tujuan saka tempering sekunder yaiku kanggo entuk austenit terbalik sing cukup stabil. Austenit mbalikke iki bisa ngalami transformasi fase sajrone deformasi plastik, saéngga nambah kekuwatan lan plastisitas materi kasebut. Amarga kahanan sing winates, ora mungkin kanggo mirsani lan nganalisa austenit mbalikke, mula eksperimen iki kudu njupuk sifat mekanik lan mikrostruktur minangka obyek riset utama kanggo analisis komparatif.
3 Aplikasi Produksi
ZG06C r13N i4M o minangka bahan baja tuang stainless steel kanthi kinerja sing apik banget. Nalika produksi blades sing nyata ditindakake, komposisi kimia lan syarat kontrol internal ditemtokake dening eksperimen, lan proses perawatan panas saka normalisasi sekunder + tempering digunakake kanggo produksi. Proses perawatan panas ditampilake ing Figure 3. Ing saiki, produksi 10 glathi hydropower gedhe wis rampung, lan kinerja wis kabeh ketemu syarat pangguna. Dheweke wis lulus inspeksi maneh pangguna lan entuk evaluasi sing apik.
Kanggo karakteristik glathi mlengkung komplèks, dimensi kontur gedhe, sirah batang kandel, lan gampang deformasi lan retak, sawetara langkah proses kudu dijupuk ing proses perawatan panas:
1) Kepala batang mudhun lan lading munggah. Skema loading tungku diadopsi kanggo nggampangake deformasi minimal, kaya sing ditampilake ing Gambar 4;
2) Mesthekake yen ana longkangan cukup gedhe antarane castings lan antarane castings lan piring ngisor pad wesi kanggo mesthekake cooling, lan mesthekake yen sirah batang nglukis meets syarat deteksi ultrasonik;
3) Tahap pemanasan bahan kerja dipérang kaping pirang-pirang kanggo nyuda stres organisasi casting sajrone proses pemanasan kanggo nyegah retak.
Implementasi langkah-langkah perawatan panas ing ndhuwur njamin kualitas perawatan panas agul-agul.
Gambar 3 ZG06Cr13Ni4Mo proses perlakuan panas blade
Gambar 4 Skema pembebanan tungku proses perlakuan panas blade
4 Kesimpulan
1) Adhedhasar kontrol internal saka komposisi kimia saka materi, liwat test saka proses perawatan panas, iku ditemtokake yen proses perawatan panas ZG06C r13N i4M o dhuwur-kekuatan bahan stainless steel iku proses perawatan panas saka 1 010 ℃ normalisasi + 605 ℃ tempering primer + 580 ℃ tempering sekunder, sing bisa mesthekake yen sifat mekanik, sifat impact suhu rendah lan sifat mbengkongake kadhemen saka bahan casting memenuhi syarat standar.
2) ZG06C r13N i4M o materi wis hardenability apik. Struktur sawise normalizing + kaping pindho tempering perawatan panas punika lath martensite kurang karbon + mbalikke austenite karo kinerja apik, kang nduweni kekuatan dhuwur, kateguhan plastik dhuwur, atose cocok, resistance kokain apik lan casting apik lan kinerja welding.
3) Skema perawatan panas normalisasi + kaping pindho tempering sing ditemtokake dening eksperimen ditrapake kanggo produksi proses perawatan panas saka lading gedhe, lan sifat materi kabeh nyukupi syarat standar pangguna.
Wektu kirim: Jun-28-2024
