劉艷斌 劉黎南 周星云

(沈陽鑄鍛工業(yè)有限公司熱處理公司，遼寧110142)

在核電站設(shè)計中，由于將混凝土蝸殼設(shè)置在海水循環(huán)泵結(jié)構(gòu)中，所以葉輪、預(yù)埋件是在相當(dāng)惡劣的環(huán)境中使用。為了提高循環(huán)泵的工作可靠性，保證發(fā)電機正常運行，要求葉輪及預(yù)埋件具有良好的綜合力學(xué)性能及抗海水腐蝕能力。我廠是第一次制造該零件，所以為了保證零件的使用性能和使用壽命，有必要對該零件的熱處理性能和熱處理方式進行試驗研究，為零件的生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。

1 ZG06Cr25Ni7Mo2N鑄件技術(shù)要求

ZG06Cr25Ni7Mo2N鑄件尺寸為：?2 600 mm～?3 460 mm×593 mm～1 600 mm。其化學(xué)成分要求見表1。力學(xué)性能要求見表2。金相要求為：α相40%～60%，點蝕當(dāng)量PREn≥35%。

2 工藝試驗

用生產(chǎn)件和用戶提供的試塊進行熱處理工藝試驗，獲得了一系列的試驗數(shù)據(jù)，為制定最佳的葉輪及預(yù)埋件熱處理工藝提供了依據(jù)。

生產(chǎn)用設(shè)備為臺車式燃氣爐，其規(guī)格為8 m×3.5 m×3.5 m。最高使用溫度1 200℃。

通過對ZG06Cr25Ni7Mo2N葉輪及預(yù)埋件使用特點和材料熱處理制度的了解，我們制定了相應(yīng)的固溶處理工藝曲線(見圖1)及各個環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制方法和措施。對裝爐方式、爐膛溫度、工件溫度、冷卻水溫度等實時監(jiān)控。主要措施有：

(1)裝爐時爐溫控制在≤200℃、入爐零件溫度≥100℃。

(2)零件裝爐的方式為吸入口向下、墊板和試件之間的所有接觸部位都要墊實。

(3)零件裝爐完工后，應(yīng)立即點火開始加熱，避免零件溫度下降造成開裂。

(4)嚴格按工藝控制升、降溫速度及保溫時間。

(5)零件出爐至入水時間應(yīng)控制在3 min內(nèi)，零件出水溫度控制在100℃以下。

(6)冷卻水溫應(yīng)控制在30℃以下。

表1 化學(xué)成分(質(zhì)量分數(shù)，%)Table 1 The chemical composition(mass fraction,%)

表2 力學(xué)性能要求Table 2 The mechanical properties

我們共進行了三批試驗，每批試驗的設(shè)備及生產(chǎn)操作完全一樣，只是固溶處理的溫度不一樣，分別是1 080℃、1 100℃和1 060℃。試驗結(jié)果見表3、表4和表5。

圖1 固溶處理工藝Figure 1 The solution treatment process

試驗件批次CSiMnPSCrMoNiCuN第一批第二批第三批0.0230.0240.0230.470.470.480.610.620.630.0250.0240.0220.0160.0160.01525.0225.0024.992.492.52.517.247.257.280.050.050.040.180.1730.19

表4 力學(xué)性能要求Table 4 The mechanical properties

表5 試驗件的金相試驗結(jié)果Table 5 The metallographic test results of the test pieces

3 試驗結(jié)果分析

通過以上三種工藝方案及相應(yīng)檢驗結(jié)果的分析與比較，我們可以看到以下區(qū)別：以上三爐鋼熔煉成分接近，固溶處理的溫度不同，力學(xué)性能及金相檢驗結(jié)果也不同。固溶處理溫度過高或過低，其沖擊值、α相及點蝕當(dāng)量值都相對略低。

所以，我們最終的生產(chǎn)工藝采用了圖1所示的1 080℃固溶處理工藝。

4 結(jié)論

核電站產(chǎn)品用ZG06Cr25Ni7Mo2N鑄造葉輪及預(yù)埋件，采用1 080℃固溶處理方法，可以滿足該零件力學(xué)性能及金相檢驗技術(shù)要求。