1Cr12調質 1Cr12高頻淬火性能影響

汽輪機葉片工作環(huán)境十分惡劣，需要承受高溫、高壓、腐蝕、振動及水沖蝕等苛刻條件，葉片失效導致的事故約占汽輪機組事故的60%左右叫。其中，低壓區(qū)的末級葉片比中壓區(qū)和高壓區(qū)的葉片更容易發(fā)生疲勞破壞，末級葉片的損傷約占葉片失效事故的70%2-3]。因此，國內(nèi)外對葉片安全和可靠性的研究極為重視。

1Cr12新型葉片鋼屬于新開發(fā)的12% Cr型馬氏體熱強不銹鋼，主要用丁制造超臨界火電機組汽輪機5。由于1Cr12新型葉片鋼含有比一般12% Cr型馬氏體熱強不銹鋼更多的Ni、Mo、V、N，故其具有更好的高溫熱強性、高溫組織和性能穩(wěn)定性、高溢抗氧化性及抗蒸汽腐蝕能力6。汽輪機末級葉片局部高頻淬火是常用的防水蝕技術'。然而，很少有人研究高頻淬火對1Cr12新型葉片鋼疲勞性能的影響。

本文研究了1Cr12新型葉片鈉高頻淬火前后分別在室溫大氣下和 80℃22%NaCI中的疲勞性能，分析了高頻淬火對1Cr12新型葉片鋼疲勞性能的影響，為其應用以及高頻淬火.工藝的優(yōu)化提供了理論依據(jù)。

采用升降法確定試樣的疲勞極限，再利用 Origin 軟件對過載點進行線性擬合，從而得到試樣的S-N曲線。圖1是調質態(tài) 1Cr12新型葉片鋼在室溫大氣下的最大應力S與循環(huán)周次的對數(shù)1gN之間的關系圖,由于試驗結果很分散。并不能擬合成S-N曲線，在此環(huán)境下的疲勞極限是516MPa。圖2是高頻淬火態(tài)1Cr12新型葉片鋼在室溫大氣下的最大應力S與循環(huán)周次的對數(shù)1gN之間的關系曲線，疲勞極限是670 MPa。高頻淬火使1Cr12新型葉片鋼的疲勞極限提高了29.8%.

由表3還可知，調質態(tài)和高頻淬火態(tài)1Cr12新型葉片鋼在80℃22%NaC1溶液中的S-N曲線的線性擬合方程的斜率分別是-44.59和-52.38。斜率的絕對值越小，則腐蝕疲勞的循環(huán)周次對應力的大小越敏感。高頻淬火態(tài)1Cr12新型葉片鋼在80℃22%NaCI溶液中的S-N曲線的線性擬合方程的斜率絕對值比調質態(tài)的斜率絕對值高17.47%。顯然,高頻淬火態(tài)1Cr12新型葉片鋼在80℃22%NaC1溶液中腐蝕疲勞的結果對應力的敏感性遠小于調質態(tài)1Cr12新型葉片鋼的腐蝕疲勞結果對應力的敏感性。這也說明，高頻淬火態(tài)1Cr12新型葉片鋼更不容易發(fā)生腐蝕疲勞失效。

1)高頻淬火使1Cr12新型葉片鋼的腐蝕疲勞性能顯著提高。高頻淬火態(tài)1Cr12新型葉片鋼在室溫大氣和 80℃22%NaCI溶液中的疲勞極限分別比調質態(tài)的疲勞極限提高了29.8%和157.5%。

2）調質態(tài)和高頻淬火態(tài)1Cr12新型葉片鋼的疲勞源都位于試樣表面。在室溫大氣下，二者的疲勞裂紋都萌生于試樣表面的加工痕跡;在80℃22%NaC溶液中，點蝕坑是疲勞裂紋萌生的主要原因。

3）高頻淬火可以明顯減小表面蝕坑產(chǎn)生的可能性，顯著提高疲勞裂紋萌生壽命，從而有效地提高1Cr12新型葉片的腐蝕疲勞性能。