Термічна обробка і властивості литої складнопрофільної лопаті гідротурбіни

Abstract

Відпрацьовано режим термічної обробки масивних виливків лопатей робочого колеса гідротурбіни «Дністровської ГАЕС» із сталі мартенситного класу СA-6NM. На основі визначення механічних властивостей, вимірів твердості по всій поверхні лопатей і металографічних досліджень показано доцільність запропонованого режиму термообробки 3 використанням після високотемпературного аустенітизуючого нагріву інтенсивного охолодження і високого відпуску. Показано, що такий режим забезпечує необхідний рівень механічних властивостей виливків лопатей, усуває негативний вплив внутрішніх напружень, що виникають під час кристалізації і швидкому охолодженні при наступній термічні обробці. Визначення хімічного складу виливків і відповідність його вимогам ASTM A743/ А743М-98а забезпечує одержання необхідного рівня властивостей виробів. Металографічно встановлено відсутність небажаної ліквації і однорідність структури, рівномірність механічних властивостей по тілу лопаті, що зумовлює підвищення опору руйнування внаслідок кавітації. В результаті досліджень підтверджено доцільність застосування наступного режиму термічної обробки масивних складнопрофільних виливків лопатей з корозійностійкої сталі мартенситного класу CA-6NM, що складається з нагріву до температури 1030-1040°С і відпуску при 580-590°С з використанням швидкого охолодження після високотемпературного нагріву.

The mode of heat treatment of massive castings of the blades of the impeller of the hydroturbine "Dniester HPSP" from steel of the martensitic class CA-6NM has been worked out. Based on the determination of mechanical properties, measurements of stiffness over the entire surface of the blades and metallographic studies, the expediency of the proposed heat treatment mode using intensive cooling and high tempering after high-temperature austenitizing heating is shown. It is shown that this mode provides the necessary level of mechanical properties of blade castings, eliminates the negative effect of internal stresses arising during crystallization and rapid cooling during subsequent heat treatment. Determination of the chemical composition of castings and its compliance with the requirements of ASTM A743/A743M-98a ensures that the required level of product properties is obtained. Metallographically established the absence of unwanted segregation and the uniformity of the structure, the uniformity of mechanical properties over the body of the blade, which leads to an increase in resistance to destruction due to cavitation. As a result of the research, the expediency of using the following heat treatment mode for massive complex-profile castings of blades made of corrosion-resistant steel of martensitic class CA-6NM, consisting of heating to a temperature of 1030-1040 °C and tempering at 580-590 °C using rapid cooling, was confirmed.