淬火冷速对转子30CrMnNiV511钢韧性的影响

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30CrMoNiV511钢是一种可用于制造60万千瓦、超临界汽轮机机组高中压转子的Cr-Mo-V钢，与国内的30Cr1Mo1V钢类似。这种高中压转子通常在3000～3600 r/min高转速、400～600℃高温下运行，因此要求转子截面既要有力学性能的均一性，又要有极好的组织稳定性, 以保证其具有高热强韧性和良好的综合性能。但是，随着现代汽轮机单机容量不断增大，汽轮机转子的大型锻件用钢的尺寸越来越大（直径可达1m左右），厂家标准要求也越来越严格（国外厂家要求转子的冲击韧性CVN≥24J），常常出现冲击韧性不合格问题。

目前采取的措施主要有：一是严格控制P等杂质元素的含量，二是适当降低淬火温度，调整回火参数。P含量可控在0.007%以下，有效地降低了P在晶界的偏聚，控制了回火脆性。适当降低淬火温度和调整回火参数是在牺牲强度的情况下提高冲击韧性，且对大直径的大型锻件的冲击韧性提高很有限。研究人员模拟大型转子用30CrMoNiV511钢在不同半径部位冷却速率，研究冷却速率对其组织转变和强韧性的影响。结果表明：
* Q2 g  Z9 T3 z（1）淬火冷却速率决定30CrMoNiV511钢转子的微观组织：冷速越高（≥25℃/min）形成的贝氏体组织越细小均匀，且碳化物细小弥散分布；冷速较低时（＜12℃/min）则容易形成上贝氏体＋粒状贝氏体，且贝氏体铁素体板条粗大，碳化物聚集分布不均匀；冷速很低时（＜5℃/min）甚至出现先共析铁素体或少量珠光体组织。
（2）30CrMoNiV511钢转子材料的微观组织，即贝氏体铁素体的大小及碳化物的形态和分布决定了该材料的冲击性能。组织细小、碳化物弥散均匀分布的下贝氏体组织对应的试样冲击功高，而组织粗大、碳化物聚集长大的上贝氏体组织以及出现先共析铁素体后对应的试样冲击功却很低。
6 p1 A! Z5 a8 R# w5 `' H" d! h0 k（3）提高30CrMoNiV511钢转子的淬火冷却速率，使下贝氏体组织转变充分发生，可提高该类转子的冲击韧性。

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