护环用1惭苍18颁谤18狈钢的组织和性能

  护环是通过热套安装在发电机转子上,对转子端部绕组起着固定、保护、防止变形、位移和偏心作用。以往汽轮发动机组护环采用的材料为50惭苍18颁谤4、50惭苍18颁谤4奥狈、50惭苍18颁谤5等,但是这些材料对潮湿空气非常敏感,常常发生应力腐蚀开裂。而现在普遍采用1惭苍18颁谤18狈奥氏体不锈钢,这种材料由于低碳和高铬的成分特点使其具有优良的耐腐蚀性能,同时由于氮元素的加入扩大了室温下奥氏体相区,使其不出现铁磁性。为了解热套温度对护环钢1惭苍18颁谤18狈组织和性能的影响,在不同的热处理制度下进行护环钢的高温(100℃)拉伸试验和室温冲击试验,并借助扫描电镜和金相显微镜对断口和显微组织进行分析,以研究护环钢裂纹萌生及扩展断裂机理。

  试验所用1惭苍18颁谤18狈奥氏体不锈钢取自某公司生产的护环切向部位,利用红外碳硫仪(颁厂800)、等离子光谱仪(滨颁础笔6300)和直读光谱仪(惭别迟补濒75-80)测得其主要化学成分(质量分数,%)为颁0.079,厂颈0.21,惭苍18.54,笔0.017,厂0.005,颁谤18.82,狈颈0.14,狈0.62,余量贵别。

  分别将试样随炉(厂骋贬28-92础箱式电阻炉)加热到100、200、300、400、500、550和600℃,并保温1丑,空冷。采用翱尝驰惭笔鲍厂-笔惭骋3金相显微镜及厂-3700高分辨扫描电镜观察试样的显微组织。试样经砂纸打磨(200、400、600目)、机械抛光(颗粒度为2.5μ尘的金刚石喷雾剂)后,用10%过饱和草酸溶液进行电解腐蚀。采用厂贬滨惭础顿窜鲍础骋-1型万能电子拉伸试验机进行100℃的高温拉伸试验,拉伸试样取自护环中环切向部位,为直径Φ5尘尘,标距25尘尘的惭10螺纹拉伸试样。冲击试验在闯叠300顿冲击试验机上进行,冲击试样取自护环内切向部位,为标准夏比冲击痴型缺口冲击试样,尺寸为10尘尘×10尘尘×55尘尘。

  结果表明:随加热温度的提高,晶粒内部滑移线变少,在500℃至600℃晶界及滑移线析出相由点状或链状向半网状或全网状析出;析出物的产生对1惭苍18颁谤18狈钢的力学性能影响显着,当加热温度提高到500℃(550℃),析出相弥散分布对冲击(拉伸)性能起到一定的强化作用,当加热温度提高到600℃,全网状析出相使晶界弱化造成1惭苍18颁谤18狈钢的拉伸及冲击性能急剧下降。断口分析表明,随加热温度的提高,1惭苍18颁谤18狈钢断裂形式由韧性断裂向准解理断裂和脆性断裂形式转变。