本文關(guān)鍵詞：超超臨界高中壓轉(zhuǎn)子用Cr鋼材料性能研究

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【摘要】：為了提高火電站汽輪機(jī)組的發(fā)電效率,減少二氧化碳的排放,許多國(guó)家正在積極建設(shè)超超臨界汽輪機(jī)組。但超超臨界汽輪機(jī)組轉(zhuǎn)子的運(yùn)行條件非常苛刻,這對(duì)轉(zhuǎn)子材料及其制造工藝提出了挑戰(zhàn)。12%Cr鋼是近年來(lái)常用于制作高壓轉(zhuǎn)子的一種耐熱鋼,但是由于該鋼合金成分高,加之高壓轉(zhuǎn)子尺寸大,導(dǎo)致其在熱加工過(guò)程中產(chǎn)生組織異常等問(wèn)題較多,機(jī)械性能變差,零件質(zhì)量很難控制。本文對(duì)超超臨界高中壓轉(zhuǎn)子材料的鍛造、熱處理工藝及其組織和性能等進(jìn)行了系統(tǒng)的研究,通過(guò)性能評(píng)價(jià),確定了實(shí)機(jī)轉(zhuǎn)子的合適制造工藝。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:首先對(duì)試驗(yàn)用鋼通過(guò)計(jì)算方式進(jìn)行相圖分析。利用瑞典皇家理工學(xué)院的Thermo-Calc軟件算出試驗(yàn)用材料相圖。為了進(jìn)一步研究試驗(yàn)用鋼的相組成,并驗(yàn)證計(jì)算相圖的準(zhǔn)確性,利用光學(xué)金相顯微鏡和XRD,觀察了原始態(tài)試樣的微觀組織并進(jìn)行了物相分析。其次,在Gleeble-3500上測(cè)定其連續(xù)冷卻相變時(shí)CCT曲線,并進(jìn)行高溫力學(xué)性能試驗(yàn),經(jīng)測(cè)量得到其延伸率δ以及斷面收縮率ψ,根據(jù)所測(cè)試的數(shù)據(jù)繪制的試驗(yàn)用鋼的高溫塑性圖,確定實(shí)機(jī)轉(zhuǎn)子鍛造工藝和合適熱處理工藝。然后,在試驗(yàn)轉(zhuǎn)子材料分析結(jié)果的基礎(chǔ)上,采用與設(shè)計(jì)材料相近的東芝材料K11E89A作為實(shí)機(jī)轉(zhuǎn)子的材料,通過(guò)改善熱處理和鍛造工藝進(jìn)行首件實(shí)機(jī)轉(zhuǎn)子的制造。最后,研究了實(shí)機(jī)轉(zhuǎn)子材料相應(yīng)的組織與性能。經(jīng)測(cè)試,國(guó)產(chǎn)化轉(zhuǎn)子的常溫力學(xué)性能(如斷裂強(qiáng)度、延伸率、斷面收縮率、沖擊功以及FATT50等)均符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求。
【關(guān)鍵詞】：超臨界 超超臨界 12%Cr鋼 國(guó)產(chǎn)化
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG142.1;TK263.61
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-16
• 1.1 課題背景8-9
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-15
• 1.2.1 超超臨界火電機(jī)組研究現(xiàn)狀9-11
• 1.2.2 超超臨界機(jī)組材料研究現(xiàn)狀11-15
• 1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容15-16
• 第2章 材料與試驗(yàn)方法16-26
• 2.1 引言16
• 2.2 試驗(yàn)材料16-17
• 2.3 錠型選擇和輪廓設(shè)計(jì)17
• 2.4 試制生產(chǎn)方案17-18
• 2.5 無(wú)損檢測(cè)18-19
• 2.6 組織結(jié)構(gòu)表征19-21
• 2.6.1 金相顯微分析19-20
• 2.6.2 XRD分析20
• 2.6.3 相圖的計(jì)算20-21
• 2.7 力學(xué)性能表征21-24
• 2.7.1 硬度21
• 2.7.2 沖擊試驗(yàn)21-22
• 2.7.3 室溫力學(xué)性能表征22
• 2.7.4 高溫力學(xué)性能表征22-24
• 2.7.5 熱模擬試驗(yàn)24
• 2.8 本章小結(jié)24-26
• 第3章 試驗(yàn)轉(zhuǎn)子制造與分析26-49
• 3.1 引言26
• 3.2 試制結(jié)果及分析26-28
• 3.2.1 實(shí)測(cè)化學(xué)成分26-27
• 3.2.2 組織結(jié)果與分析27-28
• 3.3 試制轉(zhuǎn)子的基本性能研究28-40
• 3.3.1 試驗(yàn)用鋼的計(jì)算相圖28-29
• 3.3.2 原始態(tài)試驗(yàn)用鋼的微觀組織及物相分析29-30
• 3.3.3 試驗(yàn)用鋼的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線30-33
• 3.3.4 試驗(yàn)用鋼的塑性加工圖33-36
• 3.3.5 試驗(yàn)用鋼的高溫應(yīng)力應(yīng)變曲線36-40
• 3.4 試制轉(zhuǎn)子的模擬試驗(yàn)40-47
• 3.4.1 模擬預(yù)先熱處理工藝試驗(yàn)40-43
• 3.4.2 模擬性能熱處理及力學(xué)性能試驗(yàn)43-47
• 3.5 本章小結(jié)47-49
• 第4章 實(shí)機(jī)轉(zhuǎn)子性能與分析49-60
• 4.1 引言49
• 4.2 實(shí)機(jī)轉(zhuǎn)子材料化學(xué)成分49-50
• 4.3 首件實(shí)機(jī)轉(zhuǎn)子的性能評(píng)定50-58
• 4.3.1 物理性能50-51
• 4.3.2 鍛件的化學(xué)成分51-52
• 4.3.3 鍛件的常溫力學(xué)性能52-53
• 4.3.4 鍛件的高溫短時(shí)拉伸性能53
• 4.3.5 鍛件的金相組織53-56
• 4.3.6 鍛件的高溫長(zhǎng)時(shí)持久性能56-58
• 4.4 本章小結(jié)58-60
• 結(jié)論60-61
• 參考文獻(xiàn)61-65
• 致謝65-66
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷66

【參考文獻(xiàn)】

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