يستخدم الفولاذ المقاوم للحرارة X12CrMoWVNbN 10-1-1 على نطاق واسع في تصنيع المسبوكات الكبيرة والمطروقات مثل دوارات التوربينات البخارية فائقة الحرج ، وأجسام صمام البخار الرئيسي ، وأقراص التوربينات الغازية. إنه صلب نموذجي (9٪ إلى 12٪) مقاوم للحرارة Cr (كسر الكتلة) ، مع معامل تمدد حراري منخفض ، وموصلية حرارية عالية ، وأداء زحف جيد في درجات الحرارة العالية ، ومقاومة للتآكل. تتمتع بقوة تحمل عالية تبلغ حوالي 600 درجة ، وتستخدم على نطاق واسع في تصنيع مكونات الخدمة ذات درجة الحرارة العالية للمولدات فائقة الحرج ، على سبيل المثال ، المسبوكات الكبيرة والمطروقات مثل الدوارات عالية الضغط وأجسام الصمامات البخارية في وحدات التوربينات البخارية [1]. ومع ذلك ، في التطبيقات العملية ، وجد أن استطالة الفولاذ X12CrMoWVNbN 10-1-1 عند 400 درجة أقل من درجة حرارة الغرفة ، كما أن لدونتها ضعيفة. من الواضح أن هذا لا يفضي إلى التطبيق الواسع النطاق لصلب X12CrMoWVNbN 10-1-1 في الإنتاج العملي ضمن نطاق درجات حرارة أوسع ، مما يشكل خطرًا على سلامة الإنتاج
في الوقت الحاضر ، ركز العديد من الباحثين المحليين والأجانب على عملية المعالجة الحرارية لصلب X12CrMoWVNbN 10-1-1 Yang Gang et al. [2] درس تأثير التبريد ومعدلات التبريد على الخواص الميكانيكية للصلب في درجة حرارة الغرفة. درس Chilukuru [3] تأثير هطول الأمطار وخشونة الكربونيتريد على مقاومة الزحف أثناء الزحف طويل المدى لدرجات الحرارة المرتفعة عند 650 درجة. G Kutz et al. [4] درس تأثير عمليات التسخين على ترسيب مراحل التقوية في الفولاذ. تاو وآخرون. [5] تمت دراسة تأثير درجة الحرارة المرتفعة فوق 570 درجة على سلوك الترسيب لمراحل الترسيب في هذا الفولاذ. ومع ذلك ، كان هناك القليل من الأبحاث حول الخصائص الميكانيكية لصلب X12CrMoWVNbN 10-1-1 في نطاق درجة حرارة حوالي 400 درجة. في هذا البحث ، تم إجراء اختبارات ميكانيكية على الفولاذ X12CrMoWVNbN 10-1-1 عند 300 ~ 600 درجة ، وتم ملاحظة وتحليل البنية المجهرية لعينات الشد عند درجات حرارة مختلفة لاستكشاف تأثير درجة الحرارة على الخواص الميكانيكية والبنية المجهرية للمادة. فولاذ X12CrMoWVNbN 10-1-1.
1- المواد والطرق التجريبية
تم أخذ الفولاذ X12CrMoWVNbN 10-1-1 المستخدم في التجربة من جسم صمام البخار لتوربين البخار فائق الحرج ، ويظهر تركيبه الكيميائي في الجدول 1. صُهر جسم الصمام في فرن كهربائي قلوي ، وتم تنقيته في مغرفة ، وصقلها في فرن الحث الفراغي ، ثم صب في صب حوالي 1560 درجة. بعد المعالجة الحرارية ، تم إنتاجه. عملية المعالجة الحرارية هي تبريد فرن التلدين بدرجة 1 050 درجة بالإضافة إلى تبريد الهواء بدرجة تطبيع 1 100 بالإضافة إلى 740 درجة تلطيف.
تعرضت عينات الشد المقطوعة من المواد التجريبية φ 5 مم × 25 مم لاختبار الشد على آلة اختبار عالمية SANS تحت ظروف درجة حرارة عالية تبلغ 300 ، 350 ، 400 ، 450 ، 500 ، 600 درجة. تم إجراء اختبار الشد العابر لدرجات الحرارة المرتفعة وفقًا للمعايير المحددة في GB / T 4338-2006 اختبار الشد بدرجة الحرارة العالية للمواد المعدنية ، بقيم 2 × إجراء اختبار الشد بمعدل إجهاد يبلغ 10-4 ثانية -1. أثناء اختبار الشد العابر لدرجات الحرارة المرتفعة ، قم أولاً بتسخين عينة الشد لدرجة حرارة الاختبار عند 10 درجة / دقيقة ، واحتفظ بها عند درجة الحرارة هذه لمدة ساعة واحدة قبل إجراء اختبار الشد أحادي المحور. بعد ذلك ، راقب شكل الكسر لعينة الشد ، وأخذ عينة بالقرب من الكسر للمراقبة والتحليل المجهريين
تم صقل العينة على التوالي باستخدام 4 0 من 0 إلى 2000 # ورق جلخ ، وتم صقلها. بعد التلميع ، تم حفره بمزيج من 5 جم من FeCl3 و 25 مل من حمض الهيدروكلوريك و 25 مل من الإيثانول. لوحظ الهيكل المعدني تحت مجهر OLYMPUS DSX500 المعدني. تمت ملاحظة هيكل المسح وكسر الشد باستخدام مجهر إلكتروني لمسح انبعاث الحقل Zeiss Ultra Plus. تم قطع شريحة رقيقة 0.5 مم على طول المقطع العرضي بحوالي 5 مم من الكسر والأرض إلى سماكة 50 مم ميكرومتر ، مثقوبة صفيحة دائرية 3 مم تم تخفيفها باستخدام طريقة تلميع إلكتروليتية مزدوجة النفاثة لتحضير عينة TEM. كان المحلول الكهربائي عبارة عن محلول مختلط (جزء حجمي) من 95 بالمائة CH3COOH و 5 بالمائة HClO4 ، وكانت درجة حرارة التحليل الكهربائي أقل من - 30 درجة. تم إجراء ملاحظات TEM على المجهر الإلكتروني للإرسال FEI Tecnai G20.
2. النتائج والمناقشة
يمكن ملاحظة نتائج اختبار الشد ذو درجة الحرارة العالية للصلب X12CrMoWVNbN 10-1-1 أنه ضمن نطاق درجة حرارة الاختبار ، عندما تكون درجة الحرارة أقل من 400 درجة ، تقل قوة المادة ببطء ، وحتى عندما تكون قوة الشد عند 350 درجة ، هناك زيادة طفيفة. مع زيادة درجة الحرارة ، يزداد معدل انخفاض القوة تدريجياً. على عكس التغير في قيم القوة ، ضمن النطاق من 300 إلى 600 درجة ، فإن استطالة المادة تتناقص أولاً ثم تزداد بسرعة ، مع الاستطالة عند 400 درجة تكون 14.2 بالمائة ، الحد الأدنى الذي تم الوصول إليه.
شكل سطح الكسر الشد لفولاذ X12CrMoWVNbN 10-1-1 في بعض درجات الحرارة. ضمن نطاق درجة حرارة الاختبار ، يكون وضع الكسر للمادة هو كسر مطيل ، مع وجود عدد كبير من الدمامل الموزعة على سطح الكسر. يحتوي سطح الكسر للعينات عند 300 درجة و 400 درجة على دمامل صغيرة وكثيفة ، لكن بعض الدمامل الكبيرة تظهر في العينات عند 300 درجة ، مما يشير إلى المتانة الجيدة. بعد ارتفاع درجة الحرارة إلى 500 درجة ، يزداد حجم الدمل بشكل كبير ، وهذا يشير إلى أن الصلابة تزداد تدريجياً ، وهناك علاقة مقابلة جيدة بين كسر الشد والتغير في اللدونة المادية.
