ZG06Cr13Ni4Mo মার্টেনসিটিক স্টেইনলেস স্টিল ব্লেডের তাপ চিকিত্সা প্রযুক্তির উপর অধ্যয়ন

বিমূর্ত: ZG06Cr13Ni4Mo উপাদানের কর্মক্ষমতার উপর বিভিন্ন তাপ চিকিত্সা প্রক্রিয়ার প্রভাব অধ্যয়ন করা হয়েছিল। পরীক্ষা দেখায় যে 1 010℃ স্বাভাবিককরণ + 605℃ প্রাইমারি টেম্পারিং + 580℃ সেকেন্ডারি টেম্পারিং-এ তাপ চিকিত্সার পরে, উপাদানটি সর্বোত্তম কর্মক্ষমতা সূচকে পৌঁছে। এর গঠন নিম্ন-কার্বন মার্টেনসাইট + বিপরীত রূপান্তর অস্টেনাইট, উচ্চ শক্তি, নিম্ন-তাপমাত্রা কঠোরতা এবং উপযুক্ত কঠোরতা সহ। এটি বৃহৎ ফলক ঢালাই তাপ চিকিত্সা উত্পাদন প্রয়োগে পণ্য কর্মক্ষমতা প্রয়োজনীয়তা পূরণ করে.
কীওয়ার্ড: ZG06Cr13NI4Mo; martensitic স্টেইনলেস স্টীল; ফলক
বড় ব্লেডগুলি হাইড্রোপাওয়ার টারবাইনের মূল অংশ। অংশগুলির পরিষেবার শর্তগুলি তুলনামূলকভাবে কঠোর, এবং সেগুলি দীর্ঘ সময়ের জন্য উচ্চ-চাপের জল প্রবাহের প্রভাব, পরিধান এবং ক্ষয়ের শিকার হয়। উপাদান ভাল ব্যাপক যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য এবং জারা প্রতিরোধের সঙ্গে ZG06Cr13Ni4Mo martensitic স্টেইনলেস স্টীল থেকে নির্বাচিত হয়. জলবিদ্যুৎ এবং বৃহৎ মাপের দিকে সম্পর্কিত ঢালাইয়ের বিকাশের সাথে, ZG06Cr13Ni4Mo-এর মতো স্টেইনলেস স্টীল সামগ্রীগুলির কার্যকারিতার জন্য উচ্চতর প্রয়োজনীয়তাগুলি সামনে রাখা হয়৷ এই লক্ষ্যে, একটি গার্হস্থ্য জলবিদ্যুৎ সরঞ্জাম এন্টারপ্রাইজের ZG06C r13N i4M o বড় ব্লেডের উৎপাদন ট্রায়ালের সাথে মিলিত, উপাদান রাসায়নিক গঠনের অভ্যন্তরীণ নিয়ন্ত্রণ, তাপ চিকিত্সা প্রক্রিয়া তুলনা পরীক্ষা এবং পরীক্ষার ফলাফল বিশ্লেষণের মাধ্যমে, অপ্টিমাইজ করা একক স্বাভাবিককরণ + ডবল টেম্পারিং তাপ। ZG06C r13N i4M o স্টেইনলেস স্টীল উপাদানের চিকিত্সা প্রক্রিয়া উচ্চ কার্যকারিতা প্রয়োজনীয়তা পূরণ করে এমন কাস্টিং উত্পাদন করার জন্য নির্ধারিত হয়েছিল।

1 রাসায়নিক গঠন অভ্যন্তরীণ নিয়ন্ত্রণ
ZG06C r13N i4M o উপাদান হল উচ্চ-শক্তির মার্টেনসিটিক স্টেইনলেস স্টীল, যার উচ্চ যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য এবং ভাল কম-তাপমাত্রার প্রভাব শক্ততা থাকা প্রয়োজন। উপাদানের কার্যকারিতা উন্নত করার জন্য, রাসায়নিক রচনাটি অভ্যন্তরীণভাবে নিয়ন্ত্রিত ছিল, যার জন্য w (C) ≤ 0.04%, w (P) ≤ 0.025%, w (S) ≤ 0.08% প্রয়োজন এবং গ্যাসের উপাদান নিয়ন্ত্রণ করা হয়েছিল। সারণি 1 উপাদানের অভ্যন্তরীণ নিয়ন্ত্রণের রাসায়নিক সংমিশ্রণ পরিসীমা এবং নমুনার রাসায়নিক রচনার বিশ্লেষণের ফলাফল দেখায়, এবং সারণী 2 উপাদান গ্যাস সামগ্রীর অভ্যন্তরীণ নিয়ন্ত্রণের প্রয়োজনীয়তা এবং নমুনা গ্যাস সামগ্রীর বিশ্লেষণের ফলাফল দেখায়।

সারণী 1 রাসায়নিক গঠন (ভরাংশ, %)

উপাদান

C

Mn

Si

P

S

Ni

Cr

Mo

Cu

Al

স্ট্যান্ডার্ড প্রয়োজনীয়তা

≤0.06

≤1.0

≤0.80

≤0.035

≤0.025

3.5-5.0

11.5-13.5

0.4-1.0

≤0.5

 

উপাদান অভ্যন্তরীণ নিয়ন্ত্রণ

≤0.04

0.6-0.9

1.4-0.7

≤0.025

≤0.008

4.0-5.0

12.0-13.0

0.5-0.7

≤0.5

≤0.040

ফলাফল বিশ্লেষণ করুন

0.023

1.0

0.57

0.013

0.005

4.61

13.0

0.56

0.02

0.035

 

সারণী 2 গ্যাস সামগ্রী (পিপিএম)

গ্যাস

H

O

N

অভ্যন্তরীণ নিয়ন্ত্রণ প্রয়োজনীয়তা

≤2.5

≤80

≤150

ফলাফল বিশ্লেষণ করুন

1.69

৬৮.৬

119.3

ZG06C r13N i4M o উপাদানটি একটি 30 t বৈদ্যুতিক চুল্লিতে গলানো হয়েছিল, একটি 25T LF চুল্লিতে মিহি করে মিশ্রিত করা হয়েছিল, রচনা এবং তাপমাত্রা সামঞ্জস্য করা হয়েছিল, এবং একটি 25T VOD চুল্লিতে ডিকারবারাইজড এবং ডিগ্যাস করা হয়েছিল, যার ফলে গলিত, ইস্পাত সহ গলিত কার্বন পাওয়া যায়। অভিন্ন রচনা, উচ্চ বিশুদ্ধতা এবং কম ক্ষতিকারক গ্যাস সামগ্রী। অবশেষে, গলিত ইস্পাতে অক্সিজেনের পরিমাণ কমাতে এবং শস্যগুলিকে আরও পরিমার্জিত করার জন্য চূড়ান্ত ডিঅক্সিডেশনের জন্য অ্যালুমিনিয়ামের তার ব্যবহার করা হয়েছিল।
2 তাপ চিকিত্সা প্রক্রিয়া পরীক্ষা
2.1 পরীক্ষার পরিকল্পনা
কাস্টিং বডিটি টেস্ট বডি হিসাবে ব্যবহার করা হয়েছিল, পরীক্ষার ব্লকের আকার ছিল 70mm × 70mm × 230mm, এবং প্রাথমিক তাপ চিকিত্সা ছিল নরম করা অ্যানিলিং। সাহিত্যের সাথে পরামর্শ করার পরে, তাপ চিকিত্সা প্রক্রিয়ার পরামিতিগুলি বেছে নেওয়া হয়েছিল: তাপমাত্রা 1 010℃, প্রাথমিক টেম্পারিং তাপমাত্রা 590℃, 605℃, 620℃, সেকেন্ডারি টেম্পারিং তাপমাত্রা 580℃ এবং বিভিন্ন টেম্পারিং প্রক্রিয়া তুলনামূলক পরীক্ষার জন্য ব্যবহার করা হয়েছিল। পরীক্ষার পরিকল্পনাটি সারণি 3 এ দেখানো হয়েছে।

সারণি 3 তাপ চিকিত্সা পরীক্ষার পরিকল্পনা

ট্রায়াল পরিকল্পনা

তাপ চিকিত্সা পরীক্ষার প্রক্রিয়া

পাইলট প্রকল্প

A1

1 010℃স্বাভাবিককরণ+620℃টেম্পারিং

প্রসার্য বৈশিষ্ট্য প্রভাব বলিষ্ঠতা কঠোরতা এইচবি নমন বৈশিষ্ট্য মাইক্রোস্ট্রাকচার

A2

1 010℃স্বাভাবিককরণ+620℃টেম্পারিং+580℃টেম্পারিং

B1

1 010℃স্বাভাবিককরণ+620℃টেম্পারিং

B2

1 010℃স্বাভাবিককরণ+620℃টেম্পারিং+580℃টেম্পারিং

C1

1 010℃স্বাভাবিককরণ+620℃টেম্পারিং

C2

1 010℃স্বাভাবিককরণ+620℃টেম্পারিং+580℃টেম্পারিং

 

2.2 পরীক্ষার ফলাফলের বিশ্লেষণ
2.2.1 রাসায়নিক রচনা বিশ্লেষণ
সারণি 1 এবং সারণি 2-এ রাসায়নিক গঠন এবং গ্যাস সামগ্রীর বিশ্লেষণের ফলাফল থেকে, প্রধান উপাদান এবং গ্যাসের সামগ্রী অপ্টিমাইজ করা রচনা নিয়ন্ত্রণ পরিসরের সাথে সঙ্গতিপূর্ণ।
2.2.2 কর্মক্ষমতা পরীক্ষার ফলাফল বিশ্লেষণ
বিভিন্ন পরীক্ষার স্কিম অনুযায়ী তাপ চিকিত্সার পরে, GB/T228.1-2010, GB/T229-2007, এবং GB/T231.1-2009 মান অনুসারে যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যের তুলনা পরীক্ষা করা হয়েছিল। পরীক্ষামূলক ফলাফল সারণি 4 এবং সারণি 5 এ দেখানো হয়েছে।

সারণি 4 বিভিন্ন তাপ চিকিত্সা প্রক্রিয়া স্কিমের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য বিশ্লেষণ

ট্রায়াল পরিকল্পনা

Rp0.2/এমপিএ

আরএম/এমপিএ

এ/প্র

জেড/%

AKV/জে(0℃)

কঠোরতা মান

HBW

মান

≥550

≥750

≥15

≥35

≥50

210~290

A1

526

786

21.5

71

168, 160, 168

247

A2

572

809

26

71

142, 143, 139

247

B1

588

811

21.5

71

153, 144, 156

250

B2

687

851

23

71

172, 165, 176

268

C1

650

806

23

71

147, 152, 156

247

C2

664

842

23.5

70

147, 141, 139

263

 

সারণি 5 নমন পরীক্ষা

ট্রায়াল পরিকল্পনা

নমন পরীক্ষা (d=25,a=90°)

মূল্যায়ন

B1

ক্র্যাক 5.2 × 1.2 মিমি

ব্যর্থতা

B2

কোনো ফাটল নেই

যোগ্য

 

যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যের তুলনা এবং বিশ্লেষণ থেকে: (1) স্বাভাবিককরণ + টেম্পারিং তাপ চিকিত্সা, উপাদানটি আরও ভাল যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য পেতে পারে, যা নির্দেশ করে যে উপাদানটির শক্ত শক্ততা রয়েছে। (2) তাপ চিকিত্সা স্বাভাবিক করার পরে, একক টেম্পারিংয়ের তুলনায় ডাবল টেম্পারিংয়ের ফলন শক্তি এবং প্লাস্টিকতা (প্রসারণ) উন্নত হয়। (3) নমন কর্মক্ষমতা পরিদর্শন এবং বিশ্লেষণ থেকে, B1 স্বাভাবিককরণ + একক টেম্পারিং পরীক্ষা প্রক্রিয়ার নমন কর্মক্ষমতা অযোগ্য, এবং ডবল টেম্পারিংয়ের পরে B2 পরীক্ষা প্রক্রিয়ার নমন পরীক্ষা কর্মক্ষমতা যোগ্য। (4) 6টি ভিন্ন টেম্পারিং তাপমাত্রার পরীক্ষার ফলাফলের তুলনা থেকে, 1 010℃ স্বাভাবিককরণ + 605℃ সিঙ্গেল টেম্পারিং + 580℃ সেকেন্ডারি টেম্পারিং-এর B2 প্রসেস স্কিমটির সর্বোত্তম যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য রয়েছে, যার ফলন শক্তি 687MPa, একটি প্রসারণ। 23%, 0℃ এ 160J এর বেশি প্রভাবের দৃঢ়তা, 268HB এর একটি মাঝারি কঠোরতা এবং একটি যোগ্য নমন কর্মক্ষমতা, সমস্ত উপাদানের কর্মক্ষমতা প্রয়োজনীয়তা পূরণ করে।
2.2.3 মেটালোগ্রাফিক গঠন বিশ্লেষণ
উপাদান B1 এবং B2 পরীক্ষা প্রক্রিয়ার ধাতব কাঠামো GB/T13298-1991 মান অনুযায়ী বিশ্লেষণ করা হয়েছিল। চিত্র 1 স্বাভাবিককরণ + 605℃ প্রথম টেম্পারিংয়ের মেটালোগ্রাফিক কাঠামো দেখায় এবং চিত্র 2 স্বাভাবিককরণ + প্রথম টেম্পারিং + দ্বিতীয় টেম্পারিংয়ের ধাতব কাঠামো দেখায়। মেটালোগ্রাফিক পরিদর্শন এবং বিশ্লেষণ থেকে, তাপ চিকিত্সার পরে ZG06C r13N i4M o এর প্রধান কাঠামো হল কম-কার্বন ল্যাথ মার্টেনসাইট + বিপরীত অস্টেনাইট। মেটালোগ্রাফিক গঠন বিশ্লেষণ থেকে, প্রথম টেম্পারিংয়ের পরে উপাদানের ল্যাথ মার্টেনসাইট বান্ডিলগুলি ঘন এবং দীর্ঘ হয়। দ্বিতীয় টেম্পারিংয়ের পরে, ম্যাট্রিক্স কাঠামোটি সামান্য পরিবর্তিত হয়, মার্টেনসাইট কাঠামোটিও কিছুটা পরিমার্জিত হয় এবং কাঠামোটি আরও অভিন্ন হয়; কর্মক্ষমতা পরিপ্রেক্ষিতে, ফলন শক্তি এবং প্লাস্টিকতা একটি নির্দিষ্ট পরিমাণে উন্নত করা হয়.

ক

চিত্র 1 ZG06Cr13Ni4Mo স্বাভাবিককরণ + একটি টেম্পারিং মাইক্রোস্ট্রাকচার

খ

চিত্র 2 ZG06Cr13Ni4Mo স্বাভাবিককরণ + দুইবার টেম্পারিং মেটালোগ্রাফিক কাঠামো

2.2.4 পরীক্ষার ফলাফলের বিশ্লেষণ
1) পরীক্ষা নিশ্চিত করেছে যে ZG06C r13N i4M o উপাদানের শক্ত শক্ততা রয়েছে। স্বাভাবিককরণ + টেম্পারিং তাপ চিকিত্সার মাধ্যমে, উপাদানটি ভাল যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য পেতে পারে; তাপ চিকিত্সা স্বাভাবিক করার পরে দুটি টেম্পারিংয়ের ফলন শক্তি এবং প্লাস্টিকের বৈশিষ্ট্য (প্রসারণ) এক টেম্পারিংয়ের তুলনায় অনেক বেশি।
2) পরীক্ষা বিশ্লেষণ প্রমাণ করে যে স্বাভাবিক করার পরে ZG06C r13N i4M o এর গঠনটি হল মার্টেনসাইট, এবং টেম্পারিংয়ের পরে কাঠামোটি হল লো-কার্বন ল্যাথ টেম্পারড মার্টেনসাইট + রিভার্সড অস্টিনাইট। টেম্পারড স্ট্রাকচারে রিভার্সড অস্টেনাইটের উচ্চ তাপীয় স্থিতিশীলতা রয়েছে এবং উপাদানটির যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য, প্রভাব বৈশিষ্ট্য এবং ঢালাই এবং ঢালাই প্রক্রিয়া বৈশিষ্ট্যগুলির উপর একটি উল্লেখযোগ্য প্রভাব রয়েছে। অতএব, উপাদানটির উচ্চ শক্তি, উচ্চ প্লাস্টিকের শক্ততা, উপযুক্ত কঠোরতা, ভাল ফাটল প্রতিরোধের এবং তাপ চিকিত্সার পরে ভাল ঢালাই এবং ঢালাই বৈশিষ্ট্য রয়েছে।
3) ZG06C r13N i4M o এর সেকেন্ডারি টেম্পারিং পারফরম্যান্সের উন্নতির কারণগুলি বিশ্লেষণ করুন। স্বাভাবিককরণ, উত্তাপ এবং তাপ সংরক্ষণের পরে, ZG06C r13N i4M o অস্টিনিটাইজেশনের পরে সূক্ষ্ম-দানাযুক্ত অস্টেনাইট গঠন করে এবং তারপর দ্রুত শীতল হওয়ার পরে কম-কার্বন মার্টেনসাইটে রূপান্তরিত হয়। প্রথম টেম্পারিং-এ, মার্টেনসাইটের সুপারস্যাচুরেটেড কার্বন কার্বাইডের আকারে ছড়িয়ে পড়ে, যার ফলে উপাদানটির শক্তি হ্রাস পায় এবং উপাদানটির প্লাস্টিকতা এবং শক্ততা উন্নত হয়। প্রথম টেম্পারিংয়ের উচ্চ তাপমাত্রার কারণে, প্রথম টেম্পারিং টেম্পারড মার্টেনসাইট ছাড়াও অত্যন্ত সূক্ষ্ম বিপরীত অস্টিনাইট তৈরি করে। টেম্পারিং কুলিংয়ের সময় এই রিভার্স অস্টেনাইটগুলি আংশিকভাবে মার্টেনসাইটে রূপান্তরিত হয়, যা সেকেন্ডারি টেম্পারিং প্রক্রিয়ার সময় আবার উত্পন্ন স্থিতিশীল বিপরীত অস্টেনাইটের নিউক্লিয়েশন এবং বৃদ্ধির জন্য শর্ত প্রদান করে। সেকেন্ডারি টেম্পারিংয়ের উদ্দেশ্য হল পর্যাপ্ত স্থিতিশীল বিপরীত অস্টেনাইট পাওয়া। এই বিপরীত অস্টিনাইটগুলি প্লাস্টিকের বিকৃতির সময় ফেজ রূপান্তর করতে পারে, যার ফলে উপাদানটির শক্তি এবং প্লাস্টিকতা উন্নত হয়। সীমিত অবস্থার কারণে, বিপরীত অস্টেনাইট পর্যবেক্ষণ করা এবং বিশ্লেষণ করা অসম্ভব, তাই এই পরীক্ষাটি তুলনামূলক বিশ্লেষণের জন্য প্রধান গবেষণা বস্তু হিসাবে যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য এবং মাইক্রোস্ট্রাকচার গ্রহণ করা উচিত।
3 উত্পাদন আবেদন
ZG06C r13N i4M o হল একটি উচ্চ-শক্তির স্টেইনলেস স্টীল ঢালাই ইস্পাত উপাদান যা চমৎকার কর্মক্ষমতা। যখন ব্লেডের প্রকৃত উৎপাদন করা হয়, তখন রাসায়নিক গঠন এবং অভ্যন্তরীণ নিয়ন্ত্রণের প্রয়োজনীয়তা পরীক্ষা দ্বারা নির্ধারিত হয়, এবং উৎপাদনের জন্য সেকেন্ডারি স্বাভাবিককরণ + টেম্পারিংয়ের তাপ চিকিত্সা প্রক্রিয়া ব্যবহার করা হয়। তাপ চিকিত্সার প্রক্রিয়াটি চিত্র 3-এ দেখানো হয়েছে। বর্তমানে, 10টি বড় জলবিদ্যুৎ ব্লেডের উত্পাদন সম্পন্ন হয়েছে, এবং কর্মক্ষমতা সমস্ত ব্যবহারকারীর প্রয়োজনীয়তা পূরণ করেছে। তারা ব্যবহারকারীর পুনরায় পরিদর্শন পাস করেছে এবং ভাল মূল্যায়ন পেয়েছে।
জটিল বাঁকা ব্লেড, বড় কনট্যুর ডাইমেনশন, পুরু শ্যাফ্ট হেড এবং সহজে বিকৃতি এবং ক্র্যাকিংয়ের বৈশিষ্ট্যের জন্য, তাপ চিকিত্সা প্রক্রিয়ায় কিছু প্রক্রিয়ামূলক ব্যবস্থা গ্রহণ করা প্রয়োজন:
1) খাদের মাথাটি নীচের দিকে এবং ফলকটি উপরের দিকে। ফার্নেস লোডিং স্কিমটি ন্যূনতম বিকৃতির সুবিধার্থে গৃহীত হয়েছে, যেমন চিত্র 4 এ দেখানো হয়েছে;
2) নিশ্চিত করুন যে ঢালাইয়ের মধ্যে এবং ঢালাইয়ের মধ্যে এবং প্যাড লোহার নীচের প্লেটের মধ্যে একটি বড় পর্যাপ্ত ব্যবধান রয়েছে যাতে শীতলতা নিশ্চিত করা যায়, এবং নিশ্চিত করুন যে পুরু শ্যাফ্ট মাথাটি অতিস্বনক সনাক্তকরণের প্রয়োজনীয়তা পূরণ করে;
3) ক্র্যাকিং প্রতিরোধ করার জন্য গরম করার প্রক্রিয়া চলাকালীন ঢালাইয়ের সাংগঠনিক চাপ কমাতে ওয়ার্কপিসের গরম করার পর্যায়টি একাধিকবার ভাগ করা হয়।
উপরের তাপ চিকিত্সা ব্যবস্থার বাস্তবায়ন ফলকের তাপ চিকিত্সার গুণমান নিশ্চিত করে।

গ

চিত্র 3 ZG06Cr13Ni4Mo ব্লেড তাপ চিকিত্সা প্রক্রিয়া

d

চিত্র 4 ব্লেড তাপ চিকিত্সা প্রক্রিয়া চুল্লি লোডিং স্কিম

4 উপসংহার
1) উপাদানের রাসায়নিক গঠনের অভ্যন্তরীণ নিয়ন্ত্রণের উপর ভিত্তি করে, তাপ চিকিত্সা প্রক্রিয়ার পরীক্ষার মাধ্যমে, এটি নির্ধারিত হয় যে ZG06C r13N i4M o উচ্চ-শক্তির স্টেইনলেস স্টীল উপাদানের তাপ চিকিত্সা প্রক্রিয়াটি 1 এর তাপ চিকিত্সা প্রক্রিয়া। 010℃ স্বাভাবিককরণ + 605℃ প্রাথমিক টেম্পারিং + 580℃ সেকেন্ডারি টেম্পারিং, যা নিশ্চিত করতে পারে যে যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য, নিম্ন-তাপমাত্রার প্রভাব বৈশিষ্ট্য এবং ঢালাই উপাদানের ঠান্ডা নমন বৈশিষ্ট্যগুলি মানক প্রয়োজনীয়তা পূরণ করে।
2) ZG06C r13N i4M o উপাদানের ভাল শক্ততা রয়েছে। স্বাভাবিককরণ + দুইবার টেম্পারিং হিট ট্রিটমেন্টের পরে গঠন হল একটি কম-কার্বন ল্যাথ মার্টেনসাইট + ভাল পারফরম্যান্স সহ রিভার্স অস্টেনাইট, যার উচ্চ শক্তি, উচ্চ প্লাস্টিকের শক্ততা, উপযুক্ত কঠোরতা, ভাল ফাটল প্রতিরোধ এবং ভাল ঢালাই এবং ঢালাই কর্মক্ষমতা রয়েছে।
3) পরীক্ষার দ্বারা নির্ধারিত + দুইবার টেম্পারিং স্বাভাবিককরণের তাপ চিকিত্সা স্কিমটি বড় ব্লেডের তাপ চিকিত্সা প্রক্রিয়া উত্পাদনে প্রয়োগ করা হয় এবং উপাদান বৈশিষ্ট্যগুলি সমস্ত ব্যবহারকারীর মানক প্রয়োজনীয়তা পূরণ করে।


পোস্টের সময়: জুন-28-2024