名稱：不銹鋼輪


材質(zhì)：ZG0Cr25Ni7Mo2N


熱處理要求：固溶化處理，Rm≥630N/m㎡;Rp0.2≥400N/m㎡;8≥20%;硬度200~280HB.



1. 零件常見的失效形式及應(yīng)具備的性能


 該零件用在處于海水介質(zhì)的設(shè)備中。海水中含有較高的Cl-和其他腐蝕成分，對(duì)零件能引起嚴(yán)重的點(diǎn)腐蝕和縫隙腐蝕，嚴(yán)重時(shí)將輪腐蝕穿孔，難以繼續(xù)使用。所以，海水用設(shè)備零件除有一定的力學(xué)性能要求外，最重要的一點(diǎn)是要求耐海水腐蝕，即耐含Cl-介質(zhì)的腐蝕。



2. 材料選用原則及熱處理方法選擇


 雙相不銹鋼是新發(fā)展起來的鋼種，與其他不銹鋼相比，最大的特點(diǎn)就是耐含Cl-介質(zhì)的腐蝕性能好，ZG0Cr25Ni7Mo2N 就是雙相不銹鋼中比較優(yōu)良的一種。其耐蝕當(dāng)量PREN>30,而且，通過正確的熱處理，可獲得鐵素體相和奧氏體相比例各占50%左右的組織，能發(fā)揮出最大的耐腐蝕能力。還具有比鐵素體不銹鋼或奧氏體不銹鋼更好的力學(xué)性能，所以，這個(gè)零件選用了


0Cr25Ni7Mo2N 雙相不銹鋼。進(jìn)行固溶處理，達(dá)到性能要求。



3. 零件主要加工工序


鑄造－粗加工－固溶處理（A)-性能檢驗(yàn)－機(jī)械加工－探傷－機(jī)械加工－消除應(yīng)力（B)-機(jī)械加工－檢驗(yàn)。



4. 熱處理工藝分析及注意問題


a. 固溶處理


  雙相不銹鋼含有較高含量的合金元素，在鑄造冷卻過程中，可能析出許多含鉻的碳化物、氮化物或其他金屬相，這些析出相的存在不但使鋼的塑性和韌性降低，還會(huì)成為點(diǎn)腐蝕源，加速點(diǎn)腐蝕。固溶處理的作用就是最大限度地消除析出相，提高雙相不銹鋼的塑性、韌性和抗點(diǎn)腐蝕能力。ZGOCr25Ni7Mo2N的固溶處理加熱溫度選擇在1080~1100℃.溫度太低，析出相不能充分溶解；溫度太高，會(huì)使組織中的鐵素體含量增加，對(duì)于鍛件還會(huì)使晶粒粗大，不僅影響了力學(xué)性能，也對(duì)保證抗點(diǎn)腐蝕性能不利。固溶保溫時(shí)間中考慮了裝爐系數(shù)，比理論計(jì)算值偏大。具體的工藝見圖8-16.


圖 16.jpg


  固溶冷卻應(yīng)急速冷卻，一般用水冷。


  對(duì)于形狀復(fù)雜、可能存在較大鑄造應(yīng)力的零件，應(yīng)采用低溫裝爐和慢速升溫。因?yàn)殡p相不銹鋼中含許多析出相，使鋼的脆性增大，對(duì)應(yīng)力的吸收能力差，如果加熱速度快，由于原鑄造應(yīng)力和淬火加熱應(yīng)力的重疊，可能產(chǎn)生加熱裂紋。這種裂紋一般發(fā)生在450℃溫度以下的加熱過程中，這一點(diǎn)尤應(yīng)引起注意。


b. 消除應(yīng)力處理


  雙相不銹鋼固溶處理后已具有較高的塑性和韌性，對(duì)加工應(yīng)力的吸收能力較強(qiáng)，如果加工量不大，可以不進(jìn)行消除應(yīng)力處理，但是，對(duì)于這個(gè)零件有較嚴(yán)格的技術(shù)要求，對(duì)尺寸穩(wěn)定性要求也高，為此，加了一個(gè)消除應(yīng)力工序，見圖8-17。盡管在240~260℃消除應(yīng)力作用不很明顯，但至少能緩和應(yīng)力峰值和改善應(yīng)力分布，這一溫度高于零件實(shí)際使用溫度，至少能保證葉輪在工作條件下的應(yīng)力相對(duì)穩(wěn)定，對(duì)減小應(yīng)力腐蝕傾向可起到一定的緩解作用。


圖 17.jpg


  消除應(yīng)力溫度越高，對(duì)消除應(yīng)力的作用越明顯，但對(duì)雙相不銹鋼，不能采用更高的消除應(yīng)力溫度，是因?yàn)閾?dān)心會(huì)有新的析出相產(chǎn)生。


  由于消除應(yīng)力溫度較低，所以，加長了保溫時(shí)間，以使消除應(yīng)力的作用更好一些。