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汽轮机低压转子材料力学性能及其相变塑性的研究

潘东煦  
【摘要】:目前电力是最现代化的动力,是现代化技术、人民生活和新产业发展的重要能源,全世界的发电量约80%是由汽轮发电机(火电或核电)提供,可见汽轮发电机在当今世界能源工业中的重要地位。随着电力工业的发展,作为一种典型的大锻件产品,汽轮发电机的重要部件低压转子体积越来越大,性能要求越来越高,这为其研发和制造带来了很大挑战。 本文首先对大锻件进行了简单的介绍,接下去回顾了汽轮机及其转子的发展历程,从而引出本文研究的材料汽轮机转子钢30Cr2Ni4MoV。理论原理部分重点介绍了马氏体和贝氏体组织的力学性能、相变动力学理论和相变塑性的基本原理。接下来的试验内容主要包括两方面,第一方面是利用Gleeble 3500热模拟试验机对30Cr2Ni4MoV汽轮机转子钢中微观组织(马氏体、贝氏体和奥氏体)不同温度下的力学性能(弹性模量、屈服强度和塑性模量)进行测定,并将它们加以拟合。根据各力学性能与温度关系分析和讨论了它们变化的机理,为热处理工艺的数值模拟和优化设计提供重要依据。第二方面是利用Gleeble3500热模拟试验机对30Cr2Ni4MoV相变塑性进行研究。在试验中分别测出马氏体在不同拉、压应力状态下膨胀率-温度曲线和贝氏体在不同等温温度和不同拉、压应力状态下的膨胀率-时间曲线,然后把相变塑性从总体形变中分离出来,并讨论应力对马氏体与贝氏体相变动力学和相变塑性的影响。


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