17-7PH不镑钢泵轴弯曲失效及显微组织研究

摘要

用于立式多级耐腐蚀泵的泵轴在试运行的过程中发生弯曲，且径向跳动超过技术要求。现场硬度测定表明弯曲失效的泵轴硬度低于技术要求的下限。论文以失效泵轴为研究对象，通过光学显微镜(OPM)，扫描电子显微镜(SEM)，透射电子显微镜(TEM)，X射线衍射仪(XRD)等测试手段分析研究了失效泵轴材料（17-7PH沉淀硬化不锈钢）的组织结构特点，并测定了失效泵轴材料的硬度、拉伸力学性能。分析研究结果表明低的硬度以及拉伸强度与泵轴材料异常组织有关。论文进行模拟热处理试验，并与标准热处理工艺（固溶+调整+时效）下所获得的泵轴材料的组织以及力学性能进行比较，确定泵轴出现异常组织的原因，最终得出泵轴弯曲失效的原因。论文主要结论如下：　　1．失效泵轴基体硬度为HRC 22～26，远低于技术要求(HRC 30～35)。泵轴弯曲失效以及径向跳动超标与泵轴基体硬度偏低有关。　　2．失效泵轴材料主要由板条马氏体、δ-铁素体以及逆转变奥氏体组成，其奥氏体含量达32.6%。板条马氏体中并未观察到沉淀硬化相，或其它预沉淀组织。　　3．标准热处理工艺所获得的泵轴材料残余奥氏体含量为24.6%，其条状马氏体中出现时效硬化组织——调幅分解组织。泵轴材料基体平均洛氏硬度为31.3满足技术要求，相对失效泵轴材料，拉伸强度显著提高。　　4．固溶处理以及调整处理工艺的改变与泵轴材料异常组织的出现无关，即与大量的逆转变奥氏体的出现无关。　　5．高于标准时效处理温度，逆转变奥氏体含量将随时效温度的提高而增加，且伴有过时效组织出现。其泵轴材料的硬度也随时效温度的提高而降低。　　6．失效泵轴材料热处理工艺不规范是导致其出现异常组织、低的硬度以及强度的主要原因。　　7．泵轴的失效性质属强度、刚度不足，低强度及刚度泵轴材料引起泵轴弯曲失效、径向跳动超差。

目录

第一个书签之前