30Cr2Ni4MoV鋼是常用汽輪機低壓轉子材料,由20世紀80年代初從美國西屋公司引進的300 MW和600 MW亞臨界機組經(jīng)消化吸收而來,相當于國外的3.5%NiCrMoV鋼,具有淬透性高、綜合力學性能好、熱加工性能好等特點,符合汽輪機低壓轉子高強度、塑性、韌性,力學性能均勻,殘余應力小等要求。焊接材料采用NiCrMo2.5-UP/BB24.

30Cr2Ni4MoV鋼化學成分：

大鍛件在制坯過程中是一個在高溫下進行多火次的變形過程，每一火次的變形都伴隨著材料內(nèi)部顯微組織的變化。較高的變形溫度以及較大的壓下量會使材料的動態(tài)再結晶驅動力增加，從而導致材料動態(tài)再結晶的發(fā)生。

30Cr2Ni4MoV鋼是中合金低壓轉子鋼，主要用于軸、齒輪和發(fā)電機等，金屬發(fā)生動態(tài)再結晶會提高鍛件或者產(chǎn)品本身的宏觀力學性能。太原科技大學材料科學與工程學院的研究者們對鑄態(tài)30Cr2Ni4MoV鋼的動態(tài)再結晶行為進行研究，并建立動態(tài)再結晶模型，為控制及優(yōu)化高溫條件下的鍛造加工工藝提供理論依據(jù)。

本研究采用30Cr2Ni4MoV鋼錠材料作為研究對象，利用Gleeble-1500D熱力模擬試驗機進行鐓粗物理模擬試驗，熱模擬試驗工藝。

由于鑄態(tài)材料內(nèi)部組織不均勻，將試樣加熱至1250℃，保溫20h進行均勻化處理，并將處理后的試樣加工成Φ8mm×12mm圓柱體進行平面壓縮。經(jīng)研磨拋光后在40℃的過飽和苦味酸溶液中浸蝕，利用Zaiss Imager金相顯微鏡對試樣進行顯微組織觀察。按照ASTM晶粒度測量標準測量出動態(tài)再結晶平均晶粒截線長度D，結合應力-應變曲線進行動態(tài)再結晶行為分析。

從鑄態(tài)30Cr2Ni4MoV鋼在同一應變速率下的應力-應變曲線可以看出，當應變速率和變形量一定時，流變應力、峰值應力和峰值應變都隨著變形溫度的升高而逐漸降低。這是由于隨著變形溫度的升高，熱激活作用逐漸加強，導致位錯運動加強和臨界切應力降低，從而使金屬材料的變形抗力也逐漸減小。

觀察發(fā)現(xiàn)，隨著變形溫度的不斷升高和應變速率的降低，試樣的流動應力顯著降低。變形量、變形溫度以及變形速率等工藝參數(shù)均對變形抗力產(chǎn)生一定影響；變形溫度越高，應變速率越低，則動態(tài)再結晶造成的軟化程度也就越大。當變形溫度相同時，應變速率越低，則應力-應變曲線的峰值應變也就越低，這說明在較高溫度和較低應變速率下，能夠促進動態(tài)再結晶的發(fā)生。

通過對鑄態(tài)30Cr2Ni4MoV鋼的動態(tài)再結晶行為研究，得到了該材料的穩(wěn)態(tài)流變應力、峰值應變、臨界應變和飽和應力的模型，建立了動態(tài)再結晶動力學模型和動態(tài)再結晶尺寸模型，為低壓轉子鋼大鍛件成型工藝奠定了理論基礎。