автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.01, диссертация на тему:Повышение сопротивляемости хрупким разрушениям теплоустойчивых роторных Cr-Ni-Mo-V сталей интенсификацией процесса закалки

На правах рукописи

НИШИ

г, 00348585«

У ЛЮКУ Элеонора I ктровка

Повышение сопротивляемости хрупким разрушениям теплоустойчивых роторных Сг-Ш-Мо-У сталей шш'псификадне» процесса закалки.

Специальнос ть (15.02,01 - материаловедение (машиностроешге)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

- 3 ДЕК 2009

Санкт-Петербург 2009

Работа выполнена В ОАО Шаучно-гфоизводственное объединение по нееледовавиго и проектированию знергетнчеекого оборудования им. 11,И, Полчунова» (ОАО «НПО ЦКТИ»).

Научный руководитель -доктор технических наук

Латт Александр Алексеевич

Официальные оппоненты;

доктор технических наук, профессор

Горынин Владимир Игоревич

кандидат технических наук

Орестов Александр Михайлович

Ведущее предприятие ■■■• ОАО «Силовые машины. Защита состоятся « // .» декабря 2009г. в {О

часов на заседании

диссертационного совета Д 520.023.01 при открытом акционерном обществе «Научно-пронзводствеииое объединение по исследованию и проектированию энергетического оборудования им. ИЛ, Пшвунова (ОАО «НПО ЦКТИ» по адресу 194021, Санкт-Петербург-, Политехническая ул., д. 2.4.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке института,

Отзывы просьба направлять по адресу; 191167, Санкт-Петербург. Атаманская ул., 3/6. ОАО «НПО ЦКТИ», ученому секретарю. Автореферат разослан ноября 2009г.

Ученый секретарь диссертационного совету/" кандидат технических наук

Общая $арашряотш работы

Актуальность работы. С ростом единичной мощности энергоустановок н увеличением расчетного ресурса особые требования предъявляются к безопасности эксплуатации. Применение для ответственных деталей крупных поковок из высокопрочных сталей неизбежно ириаодит к снижению однородности механических свойств из-за возникновения локальной структурной, механической я химической неоднородности металла и» как следствие, к возрастанию опасности хрупких разрушений. Для Сг-ИьМо-У сталей, работающих в обласш умеренных температур (не выше 450"С) развитие повреждений преимущественно связано с усталостными повреждениями и возникновением условий хрупкого неустойчивого развития трещин из зародившихся усталостных (эксплуатационных) н технологических дефектов, Наибольшую опасность для хрупкого разрушения представляют поверхностные тоны роторов, вследствие наличия различных конструктивных концентраторов напряжений. Таким образом, с одной стороны необходимо увеличивать прочность металла поверхностных слоев с аелыо повышения усталостной прочности, с другой стороны '«(родившиеся усталостные трещины не должны приводить к хрупкому разрушению.

Одним из перспективных направлений повышения сопротивляемости хрупким разрушениям металла роторов является интенсификация процесса охлаждения при закалке. Однако при больших скоростях охлаждения появляется опасность возникновения закалочных трещин, недопустимых не только но условиям обеспечения работоспособности роторов, но и вследствие высокой стоимости крупных поковок. В настоящее время количественные подходы к расчетной опенке опасности развитая технологических т рещин при закалке роторов не разработаны, Рост размеров и веса единичных тюковок, применение новых синтетических закалочных сред существенно повысили актуальность создания методов определения сопротивляемости хрупким разрушениям поковок роторов с одновременным

обеспечением требуемого уровня технологической прочности.

Цель и задачи работы. Целью настоящей работы является установление

закономерностей влияния интенсификации охлаждений при закалке на повышение сопротивляемости хрупким разрушениям крупных поковок ш теплоустойчивых высокопрочных, (предел текучести 810 МПа) Сг-М-Мо-У роторных сталей и разработка р::к:чепш-зксперимеита/шк>й оценки предотвращения условий развития технологических закалочным тренинг.

В соответствии с целью поставлены следующие задачи:

- исследовать и установить закономерности влияний температурных параметров закалки на сопротивляемость хрупким разрушениям крупных поковок из высокопрочных теплоустойчивых Сг-ЫьМо-У сталей для роторов паровых турбин и турбогенераторов:

разработать метод и критерии количественной оценки сопротивляемости развитию закалочных трещин в крупных поковках из Сг-МЁ-Мо-У теплоустойчивых сталей е учетом металлургического качества изготовления н размеров заготовок, а также теплофизическнх характеристик закалочных сред;

- с целью определения термонанряжешюго состояния натурных роторов в процессе закалки определить теплофизкческие характеристики металла и значения коэффициентов теплоотдачи ддк различных закалочных сред;

на основе установленных закономерностей, критериев и разработанного расчетио-экспернмеитаяьнога метода ептншпнроватъ процесс закалки натурного ротора из стали ЗЗХНЗМФА диаметром 1200мм с целью повышения сопротивляемости металла хрупким разрушениям и предотвращения развития закалочных трещин.

Научная новизна.

1. Установлены закономерности влияния параметров нагрева и охлаждения при закалке на структуру и критическую температуру хрупкости крупных поковок из высокопрочных Сг-МьМо-У с тале; с Определена зависимость дисперсности структуры и критической температуры хрупкости

Çl'<?;) от скорости охлаждения, числа закалочных циклов, темяературно-времешшх параметров процесса нерлитязации мри закалке. В отличие от ранее принятых представлений показано, что изменение скорости нагрева до температуры аустенизации в интервале 7.,.2бНУ'С7ч, характерное для различных зон поковок, и длительности выдержек в подкритической области температур не оказывают влияния на критическую температуру хрупкости металла,

2. Разработан метод и критерии расчетно-экспериме«ггадькой оценки сопротивляемости развитию закалочных трещин а крупных поковках роторных Cr-Ni-Mo-V сталей, отличающийся от ранее использован нык подходов рассмотрением процесс«» разрушения во временной постановке с учетом нестационарное!!! темперакурно-наиряжеяиого состояния и развитием кроцессов ползучести в неравновесной закаленной структуре.

3. Экспериментально определены зависимости критического коэффициента интенсивности напряжений (Kjc) свсжсзакаленмых сталей от температуры и скорости охлаждения при закалке.

4. BrtepBi.Ee подучены коэффициенты теплоотдачи при закалке натурных роторных поковок го Cr-Ni-Mo-V сталей в различных охлаждающих средах («оде, масле, полимерных средах, на воздухе) и тепзофизнчеекие свойства сталей 35ХЮМФА и 27ХНЗМ2ФЛ в прогрессе нестационарного охлаждения при закалке.

Практическая мениосг}.». Полученные количественные результаты позволяют на стадии конструктявно-ч'е.чнолотическога проектирования разработать технологию закалки крупных роторных поковок диаметром до 2000 мм с использованием различных закалочных сред а нх сочетаний, обеспечивающую требуемый уровень сопротивляемости хрупким разрушениям и исключающей развитие закалочных, трещин.

Ап(к>1>ам.ни. рампы. По результатам исследований разработаны технологии закалки крупных роторных заготовок на ПО «Ижорс/агй завода; ротор ЦСД турбины ПВК 2СЮ-.1 диаметром i 100 мм из стали 35ХГОМФА,

ротор турбины К-1200-240 диаметром 3800 мм из стали 27ХНЗМ2ФА. Публикация. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ. Структура и о бьем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка использованной литературы. Работа изложена на 134 страницах машинописного текста, содержит 34 рисунка и 21 таблицу. Библиографический список включает 112 наименований.

Содержав не работы Во введении обоснована актуальность темы н сформулирована «ель работы,

В первой главе приводится аналитический обзор исследований, разработок, методик и критериев по повышению сопротивляемости Cr-NÍ-Mo-V стадей хрупким разрушениям. Рассматриваются различные способы измельчения «сходного аустенитного зерна.

После ряда аварий цельнокованых роторов паровых турбин и валов генераторов в России и за рубежом возникла проблема повышений хрупкой прочности используемых для изготовления роторов сталей. Исследования и этом направлении начали развиваться более 30 лег назад в работах

A.A. Астафьева, Г.И. Баренблатга, А.П. Гуляева, ГХ. Василъченко, Б.А. Дроздовекош, Я.Б. Фридмана, А.Л, Немчинского, H.A. Махутова,

B.В, Панаскжа, ГШ. Кобаско, В.Н. Земзияа» П.Д. Хинекого. A.A. Чижик, A.A. Лашпт, В.А. Плеханова, Э.Ю. Колнншоиа, 'I.A. Чижнк.

Вопросы структурной наследственности обстоятельно исследованы В .Д. Садовским. Технологические аспекты теории термообработки разработаны ШО, 'Ганцем и рядом других ученых. Закономерностями возникновения и развита« арешин при закалке занимались АЛ. Немчинскнй,

C.С. Шураков, Е.И. Маяннкина. Разработке расчетных методов определения тепловых полей и полей напряжений при закалке посвящены работы Д.А. Коздобы, Ф. Хенгсрсра, Ю.Н, Шевченко, В.Е. Лошкарева, А.И. Левченко.

Показано, что одним из осношшх путей повышения сопротивляемости хрупкому разрушению является измельчения зерна. Известны различные

способы измельчения зерна и повышения дисперсношюсти структуры при термообработке: увеличение скорости нагрева, изменение длительности нахождения в подкритической области (650"С) при нагреве, выдержка б температуркой области перлитного превращения (пердипшцня), изотермические выдержки при охлаждении (700°€ и 550"С), увеличение скорости охлаждения и числа закалок. Большинство исследовании выполнено на малых образцах в условиях нагрева и охлаждения, характерных для заданных размеров проб. Однако, применительно к групп ым высокопрочным роторным поковкам ¡лдге иседедозання практически отсутствуют. Увеличение скорости охлаждения при закалке крупных роторов с целью понижения критической температуры хрупкости сдерживается опасностью развития закалочных трещин, С одной стороны необходимо увеличивать скорости охлаждения при закалке, а с другой стороны требуется, избежать развития технологических трещин.

Лая решения указанной задачи необходима разработка количественных мегодоа расчетной оценки технологических процессов жалки, позволяющих учесть конкретные размеры заготовок, металлургическое качество поковок роторов, теилофизичеекие характеристики лакадочных сред. Однако такие количественные подходы для оптимизации технологических пронесши термической обработан роторов до сих пор не разработаны. Дискуссионным остается вопрос о физических закономерностях образования закалочных трещин. В настоящее время имеются исследования, показывающие, что образование и рост закалочных трещин имеет характер замедленного разрушения и происходит в процессе релаксации остаточных напряжений. По феноменологическим признакам можно провести аналогии между образованием и развитием закалочных трещин и хрупкими разрушениями при ползучести.

В качестве критериев развития трещи» в процессе закалки предложены пороговый коэффициент интенсивности напряжении - Кд^ и критический козффшшент интенсивности напряжении - К;, . Для использования

предложенных критериев необходимо иметь распределение временных к остаточных напряжений, возникающих в тюковках в процессе закалки. Экспериментальными методами в массивных деталях можно оценить только

остаточные напряжения после окончания нахалки, но такая оценка практически ие используется из-за высокой трудоемкости при разрезке шш расточке крупных роторов. В то же время применение расчетных методик исследования распределения температур и напряжений в промессе закалки ограничивается недостаточной достоверностью из-за отсуктвия температурных зависимостей теил «физических свойств материала» показателей ползучести и предела текучести в процессе непрерывно?1» охлаждения.

На основании выполненного аналитического обзора сформулированы цель и чадами исследования.

Во второй главе приводятся сведения о материалах и методах исследований. Роторные стали 35ХНЗМФА, 27ХНЗМ2ФА и 25ХНЗМФА применялись к виде промышленных наковок. Использовалась концевая часть сболченного ротора цилиндра низкого давления ЩНД) турбины К-1200-240 из стали 35ХШМФА. При изготовлении слизка был применен метод вакуумного раскисления стали углеродом, что позволило снизить содержанке кремния с 0,17...0,37% до 0,02.,.0,04%. Заготовка после конки подвергалась отжигу. Величина аусгаштного зерна соответствовала 5-6 номеру. Исследования также .проводились на металле с крупным зерном (номер 1} после перегрела заготовок сечением 15x15 мм из исходного металла до И$0°С и выдержки 2 часа. Исследовалась поковка ротора ЭТПН-2 (сталь 27ХНЗМ2ФА). изготовленная из мартеновской кислой плавки массой Ш т и основной электростали массой 38 т. Вырезались ¡дальцв диаметром 1720 мм, ¡520 мм, 490 мм т бочки ротора для .моделирования закалки различных зон ротора. Влияние скорости, охлаждения на критическую температуру хрупкости исследовалось на роторах из стали 55ХНЗМФА диаметром 890 мм без отверстия и диаметром

I ИМ) мм с отверстием 120 мм. закаленных в масле и отпущенных на предел текучести 650 МПА, а также па роторе т сзади 25ХНЗМФА (бочки ротора диаметром 1133мм и 865мм). Метадл ротора из стали 25ХНЗМФА выплавлен с помощью дуплекс-процесса и разлит под вакуумом в слиток весом 39,5 т. Окончательная термообработка: закалка в воде и отпуск при бЮ'С на предел текучести 800-840 МПа.

Влияние различных технологических факторов на величину зерна определялось с использованием моделирования различных режимов термообработки, заключающегося в том, что заготовки сечением 15x15мм охлаждаются по расчетным режимам, соответствующим условиям закалки различных зон реальных поковок. При моделировании использовались рассчитанные температурные кривые нагрева и охлаждения ротора ЦНД турбины 1000 МВт диаметром 1840 мм с расточкой 500 мм. Для многократных закалок, режимов с изотермическими выдержками н перлитизаиией моделировалась зона на глубине 335 мм от наружной поверхности. Моделирование режимов влияния скорости охлаждения при закалке, а также определение критических коэффициентов интенсивности напряжении закаленной стали проводилось на роторной стали 35ХНЗМФА, выплавленной с обычным раскислением кремнием и прошедшей полный цикл термической обработки. Определение механических свойств проводились но стандартным методиках!. Критическая температура хрупкости определялась на ударных образцах Шарон (тип I! по ГОСТ 945478) по критерию наличия и изломе 50% волокна (ГОСТ 4543).

Е третьей главе приведены результаты исследований коэффициентов теплоотдачи для различных сред, тештофизических свойств сталей, зависимостей предела текучести и характеристик ползучести при охлаждении от температуры закалки. Полученные характеристики использовались для расчетных опенок температурных полей, напряженного состояния при закалке. Теидофнзичесхие свойства определялись для роторных сталей 35ХШМФЛ и 27ХТВМ2ФА решением инверсной задачи

теплопроводности по результатам промышленных экспериментов в процессе закалки натурных роторов (табл. 1).

Таблица 1,

Теплофшические свойства неследованш un ««pi и и н

'ГЬшотрмодадегь МО, 1 1 5 )

Температура. Вг/'М'К i м'-К

"С Марка стали sV!,»XiK.i с тал и

35Х113МФА 27ХШШФД _ ч! П И !

100 31.1 -

ISO 31,7 ■■ 4,3« -

200 30SL ....... 37.S 5,66 Ч Sx

250 . JLLZ_ 37,3 «,00 7 ^

300 д.о 33,7 10,3

^ 350 ......................26,9 1 ......29.5_____ 7,60 ~ i,~>

400 24,5 2SJ..................... 6,15 1 я

450 24,6 5,40 -

500 25,2 26,0 4,90 4,35

550 25,7 - 4.6S ..

600 26.3 26,3 4,45 4,57

700 ___ILL- ___Ш............. 4.60 4.70

800 27,9 27.2 4.80 4,76

900 2S,i 27.7 ™ - 5:Л'......... 4,70

В работе разработан способ построения температурных зависимостей теплоемкости и теплопроводности Cr-Nt-Mo-V сталей при охлаждении по термокинсшческмм диаграммам.

Для различных сред охлаждения поковок (воздух, масло, вода, синтетические закалочные среды), а также способов охлаждения (вода, вода с прокачкой через осевой канал ротора) определены коэффициенты теплоотдачи, полученные путем решения обратных задач теплопроводности.

Кроме воздуха, воды и масла в работе рассматривалась три синтетические закалочные среды на основе натрий-карбокснметилцелладлозы следующего состава:

среда \ Ка-КМЦ - 2.0%, Na;;B40, - 0,5%, NaCi - 20,0%;

среда 2 Ма-КМЦ - 2.0%, №3В«0, - 0,5%, NaCl - 20,0%,

СаСЬ - 4,0%;

среда 3 Na-КМЦ 1,0%, СаСь - 1.0%, На:В407 - 0,5%,

NaCI - 20,0%.

Значения коэффициентов теплоотдачи «, (Вт/м2 ЧК) для нагрева и при охлаждении в различных закалочных средах приведены » таблице 2,

Таблица 2

Значение >шфинп и* нов ¡епзоотдачн

Температур* чг-ясрх нести. Т

| н

'I ..............

! И I

печь* I шум

■ |> | I _ J___I ) I I

О I г I

масло

I 1 ! !

]..........2............Г*4;ХХ) [ .......И' .....Г~4Й

лгал ...

м )

* И

>1 I)

1 1

I ' И II : 'П'мпщ I ^ <н< I 1

чип те

I ! !

Дли о.аин' напряженного состояния при закалке выполнены иссяедо»«ниI ид дтчостей предела текучести при непрерывном охдажде ни Рез» ыа ы экспериментов по определению температурных зависимостей предела текучести при охлаждении для двух скоростей охлаждения показаны в таблице 3.

Таблица 3.

Зависимость прер>' 1а о I чч.ин , рв т I о» клши г> 1 [ * глее закалки с а.н

! '

Гре I _1 > о! МЧ ! __

! 1 II 1 1 >4 5 МИ 2 и ( 5 >ч > И < 1 \1 а ( < ! 1 ! - ) {

44 ю . И >1 ' > -.Л 01!,

> * !(< 1 < "2 1 > 5-1 1 < п •;*

) ! \ ■ ' V - Ц

П.: результаты оценки напряженно-деформированного состояния при закалке существенное влияние оказывает проявление кратковременно;! ползучести закалочных структур. Принималось, что деформации ползучести о описываются следующим законом: е': - А а* т , где о.....напряженке, х -

время. В работе приведены специальные испытания на кратковременную ползучесть в процессе закаякн. Методика испытаний на ползучесть соотвегствовапа ГОСТ 3248-60. При испытании образен нагревался до температуры закалки 8?0't'.:, выдерживался при этой температуре, охлаждался с печью до температуры испытания и нагружался до заданного напряжения. На каждую температуру истатывалось по два образна ¡три разных напряжениях. Время испытания составляло 1,5 - 2,5 часа. Из кривых деформирования определялись коэффициент ползучести А и показатель ползучести т. Результаты испытаний на ползучесть использовались при расчетах нанряжешго-деформировашюго состояния ротора из стали 35ХН5МФА диаметром 1200 мм с расточкой 100 мм в процессе закалки.

В четвертой главе исследованы влияние различных технологических факторов термообработки на величину аустенитного зерна и критическую температуру хрупкости роторной спин.

Влияние mprntrnuaifiiu при охлаждении. Перлитизадия при охлаждении (выдержка при температуре 62О-630°С), проведенная на крупном зерне номер 1 (60 часов) измельчает его до номера 7-8. Проведенная на металле с зерном номера 5-й (25 часов), перлитизацня не измельчает зерно (или измельчает незначительно до номера 6), но сильно понижает критическую температуру хрупкости с - 125"С до Т5!; » 87i!C.

Вяияиж выдержек в надкритической области (65(fÇ) перед закалкой Выдержка при нагреве в надкритической области измельчает крупное зерно (с номера I до 5-6), для зерна номера 5-6 измельчения зерна не выявлено. Время выдержки (14 часов или часов) существенного влияния не оказывает, Критическая температура хрупкости практически не меняется (Tfc ■•= 123-126"С для зерна номера 5-6 и Т<« 126-134'!€ для крупного зерна).

Влияние >таю тксаок (от i до 5) показало, что на заготовках с зерном номер 5-6 первая закалка измельчает зерно до номера 8 (Т50 ~ 64"С); вторая и третья »кадки шмеяшает зерш до номера К) {T<r¡ ~ 30"С - вторая закалка и Tío 26Í!Ü - третья закалка); 4-я и 5-я закалки измельчают зерно до номера

10-11 (Tíw » 22°C - 4-я закалка и T«, = 14вС - 3-я закалка). Таким образом, наибольший аффект дает вторая закалка, понижающая критическую температуру хрупкости на 34"С. Последу ющие закалки снижают критическую температуру хрупкости еще на 16"С, На заготовках с крупным зерном (номер 1) влияния числа закадок не выявлено: зерно номер 3-4, Т«> ** IOS-11 ГС.

Влияние скорости нагрева. Моделировались 4 скорости нагрева: 7 град/ч -- нагрев по заводской технологии для тешвгншерцногншн точки

ротора диаметром Ш0 мм, 24 град-ч.....максимально достижимая скорость

нагрева тепдоннерцнонной точки в заводских условиях, 220 град/ч и 261.0 градин (для поверхности!,ж слоев металла ротора). Изменение скорости нагрева не оказало влияния на критическую температуру хрупкости Тд, = Ш-126Х для мелкого зерна и Ум « 126-134~'С для крупного зерна.

Влияние скорости охлаждения исследовалось на сталях 35ХШМФА. 27ХНЗМ2ФА и 25ХНЗМФА. Результаты определения критической температуры хрупкости для стили 35ХНЭМФА, отпущенной на предел прочности 946 МП а и стали 27Х.ШМ2ФА, отпущенной иа предел прочности 750 Ш'1а, приведены в таблице 4.

Таблица 4.

Зависим«. 11 р.п.мл м,'И тем» он чг \р (чистя сталей 35Х113МФЛ и 2 МПМ2ФА от ti ¡u »i)4 ¡ деиня

t i

i ¡i ¡т.,. i.>. C>X i ¡ ä ! I ¡ »

сшгс.

! í ) I! IH j 1

Bern ршяд зериа, номер

исходный

1рчф\

_у

ш >.( \ш,1

лоске

Kíjinpo;ii>r¡;«íi _ _ « ' ^ i - 3-й

í) , О i i «У 5-6

- \И >',!.:<! * 1,4 1 да t II мш

01 1 О 7 ! 2-J

г ()2 « К й 1 ^ 1 ................................... t

Из таблицы 5 ^ л1, что влияние скорости охлаждения наиболее существенное из всех вышеперечисленных факторов, изменение критических температур хрупкости да« стали 35ХШМФА составляет !5Cf€.

Для стали 27ХНЗМ2ФЛ с более низким уровнем прочности разница критических температур хрупкости значительно меньше и составляет всего 50,:'С.

На рис. 1 приведены зависимости критической температуры хрупкости от скорости охлаждения для двух роторов ш стали ЗЗХНЗМФА, закаленных в масле и отпущенных на предел прочности 780 МПа и ротора из стали 25Х.НЗМФА (с бочками двух разных диаметров), закаленного в воде и отпущенного на предел прочности 930- 970 МПа.

Ум, "С

Рис, 1, Зависимость критической температуры хрупкости от скорости охлаждения при закалке поковок из сталей 35ХШМФА и 25ХНЗМФА, О. Л " ротор диаметром ПООмм с расточкой 120мм в ротор диаметрам 890мм, зжалка в масле, предал ирочиосш »780 МПа; Q X - бочка powpa дкаметром I {35м« и бочм» ротора диаметром 865мм, ззкалка в волг, нредеи itjx>4M»cra»»3<M>?0 МШ.

Подтверждается тот же вывод: чем выше категория прочности стали, тем сильнее зависимость критической температуры хрупкости от скорости охлаждения нрн закалке. Да» стали 25ХШМФА. максимальная разность критических температур хрупкости по сечению бочки ротора составляет 130°С, для роторов из стали 35ХЮМФА не более -'S С.

Совместное влияние на критическую температуру хрупкости изотермических выдержек и различных скоростей охлаждения, соответствующих разным юн.п rosnpa ¡> гкм-\>м П?*> мм ; к.ред рогорл, !40мм. 200мм от поверхичы , 1ыч i рч<р,и. !кс ¡е шва icei на заготовках из стали 35\1 П\'Ф\, .>,; е ы «».» н р но, ¡, нр.шкд.дею полный цикл термической iöp(i"n> i Ь'чндм | i nn<e"s^ Дни >uo незначительно иреввн.пае! ч ia i > s p <u в> •> q >ч p.u.vn i и ;"н( область максимальной _<.и>>им<чы а v ,ч1мм > х - sep ионам л Оешштным превращенными П,ч д\ ь ■ р и > \ u s 1 ' ар^ с* и ie ее ' " чь приведены в таблице 5 I l.i i .по , г<» р„ан,чм I- н,

измерялась твердость и проводился отпуск на предел прочности 850 МШ,

Таблица 5,

Зависимость критической температуры хрупкоегн сзади ЗзХНЗМФА

Ol IbOf > Hf 1 СП И ю,! f 4u} 0\ ij UhHi

1 tl ! , 7 ! TTiS:

H i I « j

1 ¡1 I

I «.Iii

I f

1 --- П i | 1 ! 1 ! ^ 1 I 1 ' i ' ■24 ~~ "i 5 :

"i 700 2 , . , -20

3 550 1 | Ь радиуса i 1 Sä -19 35 i

4 V; ршюуса 550 0 а i и f 4 i . > -104 512

5 550 2 l < „ -SS 512

6 550 4 i\ ( i 1 1 xji i< * -7! 512

5 S0 6 1 H l ,. ' : 111 -60 $12

* 550 0 1 1 ! 4 220 -40 564

9 ...................... 550 0 1 1 1 » < 140

5 SO • 1 :?.<> M>4 j

Установлено, что изотермически i » v| i <■« (" 0 n S5Ü''C) в течение двух часов при: охлаждении, не и в ю i ¡еяичииу критической

температуры хрупкости (режимы 2, 3). Увеличение скорости нагрева понижает критическую температуру хрупкости (режимы 4, 8, 9), а выдержки при температуре 550-!С - повышают «режимы 4, 5, 6, 7).

Таким образом, установлено, что повысить сопротивляемость роторов хрупким разрушениям можно за счет проведения нерлнтшашш, увеличения числа закалок и увеличения скорости охлаждения при закалке. Наилучшим вариантом является закалка в воде. По она же является и самой опасной с точки зрения возникновения и развития закалочных трещин.

В пятой главе приведены результаты оценки сопротивляемости металла роторов закалочным трещинам. Установлены критерии количественной оценки тренптостойкостн при закалке, разработан расчетно-зкспериментальный метод оптимизации технологических параметров закалки поковок роторов. Результаты работы использованы для определения возможности закалки в воде натурной поковки ротора диаметром 1200 мм т стали Л5ХШМФА.

.Для опенки сопротивляемости развитию закалочных трещин в поковках роторов использовался локальный критерий механики разрушения ■•■■ пороговое значение коэффициента интенсивности напряжений - К?»н для конкретной марки стали. Условий обеспечения сопротивляемости развитию трепли и при закалке принято а виде:

К, <т. т. сть а,} < К1пи (Т, У,,,;,,} (1).

здесь К| ..... коэффициент иягенсмвност» напряжений, зависящий от

температуры (Т). времени (:}, величины главных растя гишнендих напряжении <п > и размерных параметров (а., ¡~'1...п). определяющих габариты поковок и величины металлургических дефектов, допускаемых по действующим стандартам г; техническим условиям. Предложенное критериальное соотношение позволяет количественно учесть уровень металлургического качества поковок, напряженное состояние, возникающее в условиях интенсивного охлаждения при закалке, лешрожшие стали, способ выплавки, технологи ческне параметры закалки, влияние вида

закалочной среды а любой юне ротора а заданны!! момент времени. Необходимо отметить, что предлагаемый кинетический подход хвяяетск развитием модели разрушения (рис 2). разработанной Л.А. Чижиком и Л .Л. Лашншм для изотермических условий разрушения яри ползучести (релаксации напряжений).

Рис, 2. Схема раэрупзентиз тел е трещинами ¡при Т^сопзП

Согласно этой схеме, развитие исходных трещипоподобных. дефектов начинается при пересечении »ременной зависимости пороговых значений вязкости разрушения кривой ншенетш во времени коэффициента

интенсивности напряжения К[. В момент времени ? начинается медленный рост трещин. Если значения К| в какой-то момент (т,л достигают временной зависимости критического ш::ф|дщиента интенсивности напряжений Кк> то происходит неустойчивый рост трещин. В отличие от -кой схемы в процессе закалки происходит постоянное изменение значений напряжений н температуры. Поэтому поверхности разрушения К и; и К^ь имеют несколько ивой вид. разный для разных зон иоковкн. Соответственно в процессе закалки изменяются и значения К| в вершине дефекта.

Предложен следующий метод рзечето-жевериментадышй оценка сопротивляемости развитию закалочных тренинг в крупных поковках.

I. Рассчитываемся термонапряженное состояние роторной иоковкн в процессе закалки.

2. Экспериментально определяются зависимости температурные зависимости значений Кг,^. н К|с от температуры и скорости охлаждений.

3. Для интересующей зоны поковки при заданных т и 'Г находятся значения Кг,^-. н К^-, соответствующие скорости охлаждения данной зоны поковки и строятся поверхности разрушения Кдд-,- и Кд;, в зависимости от времени.

4. Для расчета и построения изменения К( от времени используются величины закалочных напряжений в заданной зоне поковки.

Характеристики трещнностойкосзи для стали 35ХНЗМФД, установленные экспериментально, приведены в таблице й.

I И Ш|М

Ч 1р ыериствкн трещнпостйкости закаленной «.мм ^\НЛ1Ф ^

ш яр ' № ( 1 <

ПЧ! 0> I 1 1 (Н'>1 С /С II, | .( , ц к,,. «/л 1 В I ! В ! ч. ' М ( >

1 1 <_ 20 1 ¡.2 _'.!!

<М 20 62 ? 1.2 ¡45 00

3 од 2>; « 3 1,2 ¿00 91

4 0,5 45 4 : 1 290 <"

5 2 , : 24 5 1 « >Н

6 20 -о 20 6 1 -я: > \ чд

7 20 29 2? 2 210 И :

8 2о 20 20 ОД 1 250 ! 12

У ? 1 ! ;?о 9 <Ш 350 ¡83

11) 400 -о

П •Ш| 1 И.

> нч ■ ш' К 11 ,А. Пйшш

Но >\ч» ч И! | I ны использованы для дальнейшей опенки процесса закм-л гомч и | ( диаметром 1200мм. Установленные в главе 3 теплофизнчеекие и механические характеристики сталей, а также найденные коэффициенты теплоотдачи позволили выполнить расчеты, термонанрйженного состояний поковки. На рис. 3 приведены зависимости изменения температур различных зон поковки в процессе закалки.

Рис. 3. Расчетные кривые охлаждения различных зон ротора из стали 35X1 ВМФ А диаметром 1200 мм с расточкой 100 мм » процессе закалки в воде I - наружна» аоверхшсть ротора. 2 - зона ва гяубдае 10 мм «I наружной поверхности, Т ■■■■ шюерхвость расточки, 4 - юна т глубине 35Я мм от наружной поверхности, пунктир - термо»»ег55ческш диаграмма да«

Из рисунка .1 следует, что наружная поверхность при ахдаждеаия претерпевает мартенеиггное превращение, а остальные зоны ротора проходят через !>ей'шггаее превращение. В область перлитного превращения не попадает даже самая инерционная точка ротора.

1 10 100 1000 12008 Время, с

Рис. 4. Текущие окружные напряжении при закалке в воде ротора из стали 35ХШМФА диаметром 1200 с расточкой 100мм. ! - наружная «шер:шо« гь роюра, 2 - .««« яа глубине К] мы оз наружной пежершэсш 3 ■■■■ шзверхшкть расточки, 4 - ют ва глубине 550 ш* от «иружиой «говерхкости.

На рис. 4 показало распределение окружных напряжений от времени для различных, зон поковки ротора. Из рисунка следует, что характер распределения напряжений для поверхностных (наружна* поверхность и поверхность расточки) и близких к поверхности зон ротора одинаков. Сначала они возрастают, достигают максимума, а затем понижаются и становятся сжимающими. Для наружной поверхности максимум напряжений достигается при температуре близкой к температуре окончания мартенеитиого превращения (200-250Х). В самой инерционной точке ротора текущие аакшточные напряжения! долгое время остаются сжнмаюшими. а. затем постепенно возрастают до довольно больших значений.

-1200

50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600

Радиус* potopa, «м

Рис. .5. Распределение остаточных напряжений, предела текучести и предела прочности по радиусу поковки ротора диаметром 1200 мм с

расточкой 100мм из стали 3>Х!ОМФА при закалке в воде. S - окружные напряжет«, 2 - радиальные втмжеакя, пунк тир - предел секучее га <Jta R предел прочности с>„ '»казенной сш.

На рис. 5 показано распределение остаточных напряжений (окружных и

радиальных) по радиусу поковки.

На наружной поверхности и поверхности расточки окружные остаточные напряженно яшгшотея сжимающими. Значительные растягивающие остаточные напряжения присутствуй» » зонах ротора ira радиусах от 100 до 350 мм. а максимальные раетягтшошис напряжения ■■■■ в зонах ротора на радиусах 140-250 мм. lia этом же рисунке приведены значения предела текучести и предела прочности закаленной стали, Указанные характеристики выше значении остаточных напряжении и не определяют условий развития трешин.

Для оценки влияния металлургических факюрок в качестве расчетного размера эквивалентные диаметры дефеккж приняты равными 4мм, 6мм и 8мм. По экспериментально полученным зависимостям значений К|р и lx¡nS, от температуры и скорости охлаждения для ратных зон поковки построены поверхности разрушения в координатах интенсивность напряжений - время ffxj - t) и нанесены вычисленные значения К: для поковок роторов р,пличного металлургического качее г на.

Если значение Кг дефекта лежит выше кривой Kjc. то произойдет хрупкое разрушение нрн закалке, если ниже кривой K¡,¡], - дефект расти не будет, если K¡ находится между кривыми Кд; и lxj,,¡, - будет иметь место подрастание дефекта. В рамках разработанного метода можно оценить размеры подрзсташш дефекта в закаленной стали во времен«. С этой целыо необходимо использовать полученные ррнее А.А. Лапиным кинетические зависимости скорости роста трещин в област и Кдй< К; < K¡c. Однако в настоящей работе принята жесткая консервативная опенка по пороговым значениям коэффициента интенсивноетн напряженки.

На рис. 6 для наружной поверхности покоькн представлены поверхности разрушения К«: и Ki^. » зависимости от времени в процессе закалки в воде поковки ротора диаметром 1200мм с расточкой ШОмм. Taxi же показано изменение К{ » дефекте от времени для поковок различного

металл у р ги ч еского кач ест ва (с .;..¡опус ти м ыми эк ей зал егггн ымн размера м и дефектов 4 мм, 6 мм и Й мм ).

14S

I

| «

Т§:ч*лдюты не растут

Время, г.

Рис. 6, Области определения условий развития трещин на наружной поверхности роторов диаметром 1200мм на стаям 35ХНЗМФА различного

Дя» вычисления К| используются значения закалочных напряжений. Этй напряжения, как видно из рис. 4 сначала возрастают от (КМ) МПа до +1150 МПа, а затем снижаются до +570 МПа. Изменение К*< от времени для дефектов построено до момента сжимающих закалочных напряжений.

Из рисунка в следует, что для поковки с низким металлургическим качеством (допустимый поверхностный дефект 9 мм) может последовать хрупкое разрушение в первые секунды закалки. Такая егтасноетъ сохраняется примерно до минуты. При длине допустимого дефекта. 6 мм значения коэффициента интенсивности напряжений в дефекте лежат между кривыми KjC и К|.гй- » но в момент времени около 7...50 секунд приближаются к критическим значениям. Для поковки с допустимым дефектом длиной 4мм опасность хрупкого разрушения связана с опасность!« подрастания дефекта в области К) > К),й|.

металлургического качества в процессе закалки в воде. I ■•• допустимый дефект 8мм, 2 бим, .1 ■■■■ 4мм.

На рис. 7 представлена оценка роста дефектов, расположенных на глубине 350 мм от наружной поверхности (самт тешюияершюнная точка) ротора 01200 мм с расточкой 0100 мм в процессе закаяки в воде.

№

s

? 14S

leyírivmuBbiít рас г п%-«шя

Ш

,<яг Меджятый рост трети»

80 ^

40 20

К»

г

^ »f ¿£ Д - ~ ~ Трешнаы не расту?

Ö -

1800 10000 IOC«

Йр«й. е.

.Рис. 7, Область определения условий развития тренда к в гетттерштшой зоне роторов диаметра 1200мм из стали 35ХЮМФА различного металлургического качества в процессе закалки в воде,

I - допустимый дефект Ыы. 2 -бит. Ч • 4там При охлаждении ротора при закалке и соответственном уменьшении температуры металла, в этой зоне значения К;г уменьшаются, a Kirth возрастают. Также увеличивается величина К[. В этом случае не происходит пересечения коэффициентов K.j с пороговой поверхностью разрушения Kj^ то есть дефекты длиной 4мм. 6мм и 8мм подрастать не будут:. Таким образом, для ротора диаметром 1200мм из стали 35ХНММФА с допустимым дефектом зквиааяентаого размера 4 мм закалка в воде является опасной из-за подрастания дефекта в области между поверхностями K¡f& и К«,-.

6, Выводы.

1. Установлены закономерности влияния параметров нагрева н охлаждения при закаяке на диснеротноеть структуры н повышение сопротивляемости хрупким разрушениям высокопрочных (предел текучести более 800 Mi la) Or-Ni~Mo-V ¡»торных сталей.

2. Показано, что изменение скорости охлаждения в интервале беннптног t | u hi о о J»o0 < i >| { 9"€'ч до ЗООООТУч снижает критнчесг v . a Ht. i р в н I s ; 80'Г (от -24ЛС до - 1054''). Увеличение. i.и р ■» f j mi ми« п перлитного превращения (700-550"С) от < к Г »< itft I I ^ С.

3. Ьч и ни 41 1Ф \ н к веино крупным аустекитньш зерном процесс перл питании, заключающийся в изотермической выдержке при закалке в области перлитного превращения, приводит к уменьшению размера зерна с 1 до 8 номера и снижает Т» на 60"С. Для стали с наследственным зерном $-6 номера иер.змтизашш не окалывает влияния на изменение размера зерна, однако Г» снижается на 38:!С.

4. Увеличение числа закалок от I до 5 приводит' к измельчению зерна. Для стали 35ХШМФА с крупным терном (номер 1) увеличение числа закалок приводит к измельчению зерна до 3-1 номера, но не влияет на Тед Для стали с зерном 5-6 номера после пяти закалок происходит измельчение зерна до 10-11 номера, Т<,. снижается на 50:!С. Наибольший аффект дает вторая закалка, понижающая Tjp на ЗО'С я измельчающая зерно до номера В.

5. Скорость нагрева при закалке стали 35Х113МФА независимо от исходной наследственной структуры, не окатывает влияния на Т<й Выдержка при нагреве в подкрнтнческой области также не влияет на Т<!?,

6. Для расчета температурных полей по результатам промышленного эксперимента определены коэффициенты теплоотдачи при нагреве в пени, при охлаждении нз воздухе, в масле, в воде и в синтетических средах. Решены инверсные задачи для нахождения теплофпзических свойств (теплопроводности и теплоемкости) роторной

стали при охлаждении.

7. Для расчета полей напряжений определены зависимости от температуры (при охлаждении с температуры закалки) предела текучести и характеристик ползучести (котффпниеита ползучести, показателя ползучести) для стали 35ХНЗМФА.

8. Определены критические колффшщевтм интенсивности напряжении Кн.: стали 35ХШМФА в закаленном состоянии на образцах размеров! £>5х65мм при разных скоростях охлаждения в интервале температур 2С)-290*'С. Значения К;; составляют 75..160 МП.ч-.н \

9. Предложен метод расчето-жеперимсптальной опенки развития трешнн нрв закалке крупных рошрчых гажоьок, являющийся обобщением схемы разрушения тел с трешинамн прн ползучести, использующий результаты расчета температурного пазя н текущих закалочных напряжений, и зависимости значений и К);;>, от температуры и скорости охлаждения.

10. Рассмотрен призер использований разработанного расчегио-зкепернментального метода для оценки сопротивляемости развитию трещин при закалке в воде роторов диаметром 1200 мм с расточкой 100 мм различного металлургического качества. Построены области определения условий развития трещин на наружной поверхности и в самой ¡еплоннерпнониой точке роторов. Показано, что наличие на поверхности допустимого дефекта с эквивалентным размером Й мм приводит к неустойчивому росту трещины и хрупкому разрушению. Дм поковок с допустимым дефектом 4 мм опасное л» хрупкого разрушения связана с подрастанием дефекта и области К; > Кыь,- Для самой тенлоннерционной тоны ротора, расположенной на глубине 350мм от наружной поверхности, до момента окончания закалки не происходит пересечения К| с пороговой поверхностью разрушения К^ь, то есть дефекты 4мм, 6мм и 8мм подрастать не будут,

Основное научное содержание диссертации отражено в 3-х публикациях

в периодических научных изданиях, рекомендованных ВАК:

1. М.М Пващенко, Э.П, Уднзко, Определение коэффициентов теплоотдачи' при охлаждении крупных заготовок. «Металловедение и термическая обработка металлов«. „М>9, 1979г. с.9-12.

2. В.П. Крыло», .»! f. Улизко. З.Л. Златин. Влияние скорости охлажден«« и изотермической выдержки при закадке на склонность к хрупкому разрушению металла роторов. «Металловедение и термическая обработка металлов):., .М'6, 1996г. с.2-5.

3. Панин A.A., Улмзхо Э.П. Научные и методологические основы оптимизации термической обработки деталей мощных паровых турбин. «Тяжелое машиностроение». 2092, .N«19, с.56-58.

Кроме того, материалы диссертации представлены в следующих публикациях:

4. II.Д. Хипскин. Э.П. Уднзко, П.й. Герпберг. Вязкость разрушения роторной стали. «Энергомашиностроение». 1975, $«4, с.24-26.

5. М.М. Нващенко, 7i.il. Улизко. Оценка коэффициентов теплоотдачи при охлаждении заготовок в промышленных условиях. «Труды ЦК.ТИ», вып. ¡30, !975г„ с. Ы7-Ш.

6. В.II, Крылов. Э.П. Удизко, З.Л. Златин. Влияние скорости охлаждения при закалке на переходную температуру металла роторов. «'Груды ЦКТИ», вып. 146, 1977г., с. 29-53.

7. A.B. Сташокович, B.Ei. Сндсико, ЭЛ. Улизка Влияние режима термической обработки на служебные свойства стали 20Х1М1ФГГР. «Труды ЦКТИ». вып.!60. 19781'.. с.67-72.

8. В.П. Крылов. Э.П. Улизко. Влияние изотермических выдержек образцов из роторной стали в состоянии переохлажденного ауетснита на склонность к хрупкому разрушению. «Труды ЦКТИ», выи, 169 1979г. с.7-10.

9. Э.П. Уд и:? ко, АЛ Левченко, Л.II. Веркина, ГШ. Смирнов. Исследование склонности к третиппообразованию роторной стали ЗЗХНЗМФА при закалке. « Груды ЦКТИ», вып. 204. 1983г., с. 89-95.

Лицензия ЛР № 020593 от 07.08.97

Подписано в печать 16.11.2009. Формат 60x84/16. Печать цифровая. Усл. печ. л. 1,0. Уч.-изд. л. 1,0. Тираж 100. Заказ 5160Ь.

Отпечатано с готового оригинал-макета, предоставленного автором, в Цифровом типографском центре Издательства Полнтехннческого университета. 195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул., 29. Тел.: (812) 550-40-14 Тел./факс: (812)297-57-76

Введение.

Глава 1. Аналитический обзор исследований, разработок, методик и критериев по повышению сопротивляемости Cr-Ni-Mo-V сталей хрупким разрушениям.

1.1. Требования к крупным поковкам.

1.2. Пути уменьшения размера аустенитного зерна конструкционных сталей.

1.3. Определение температурного состояния крупных роторных поковок в процессе термообработки.

1.4. Методы расчета напряжений, возникающих в процессе закалки цилиндрических поковок.

1.5. Образование и развитие трещин при закалке.

1.6. Критерии оценки сопротивляемости материалов хрупкому разрушению.

1.7. Цель и задачи работы.

Глава 2. Материал исследования. Методы исследования.

2.1. Материал исследования.

2.2. Поковки роторов, на которых проводилось термометрирование при термообработке.

2.3. Методы исследований.

2.3.1. Моделирование режимов термообработки.

2.3.2. Испытания по определению критического коэффициента интенсивности напряжения при закалке.

Глава 3. Исследование и определение характеристик, необходимых для расчетной оценки термонапряженного состояния крупных роторных поковок при закалке.

3.1. Определение теплофизических свойств роторных сталей при охлаждении.

3.2. Определение коэффициентов теплоотдачи при термообработке крупных роторных поковок.

3.3. Исследование зависимости предела текучести и характеристик ползучести (коэффициента ползучести и показателя ползучести) роторной стали 35ХНЗМФА в неравновесном состоянии в процессе закалки.

Глава 4. Исследование влияние различных технологических факторов термообработки на склонность к хрупким разрушениям высокопрочных крупных роторных поковок.

4.1. Влияние скорости нагрева.

4.2. Влияние выдержек в подкритической области перед закалкой. Влияние перлитизации.

4.3. Влияние многократных закалок.

4.4. Влияние скорости охлаждения.

Глава 5. Разработка критериев и расчетно-экспериментального метода оценки сопротивляемости развитию закалочных трещин.

5.1. Определение значений критического коэффициента интенсивности напряжений закаленной роторной стали 35ХНЗМФА. Пороговые характеристики трещиностойкости.

5.2. Расчетно-экспериментальный метод оценки сопротивляемости развитию закалочных трещин.

5.3. Пример оценки режима закалки в воде роторов диаметром 1200 мм с расточкой 100 мм из стали 35ХНЗМФА различного металлургического качества.

6. Выводы.

Применяемый в нашей стране в настоящее время вариант реновации основанный на продлении срока службы, приводит к накоплению устаревшего оборудования. В статье [67] отмечается, что затраты на многократное продление срока службы становятся сопоставимыми со стоимостью нового оборудования. Кроме того, растут затраты на ремонт и пережог топлива вследствие низких технико-экономических показателей оборудования. Для реализации программы технического перевооружения потребуется выпускать новое мощное энергетическое оборудование.

С ростом единичной мощности энергоустановок увеличиваются габариты и вес основных деталей электрооборудования. Ротор ЦНД турбины К-1200-240 с диаметром бочки 1810 мм имеет массу 125 т. и изготавливается из слитка массой 235 т. Надежная работа таких ответственных деталей может быть обеспечена за счет получения высоких служебных свойств. Применение для ответственных деталей крупных поковок неизбежно приводит к снижению однородности механических свойств из-за возникновения локальной структурной и химической неоднородности металла и, как следствие, к возрастанию опасности хрупких разрушений.

Увеличение эксплуатационных нагрузок требует повышения уровня прочности используемых сталей, работающих в области умеренных температур. Развитие повреждений преимущественно связано с усталостными повреждениями и условиями хрупкого неустойчивого развития трещин из зародившихся усталостных (эксплуатационных) и технологических дефектов. Наибольшую опасность для хрупкого разрушения представляют поверхностные зоны роторов, вследствие наличия различных конструктивных концентраторов напряжений. Таким образом, с одной стороны необходимо увеличивать прочность металла поверхностных слоев с целью повышения усталостной прочности, с другой стороны зародившиеся усталостные трещины не должны приводить к хрупкому разрушению.

Одним из перспективных направлений повышения металла роторов сопротивляемости хрупким разрушениям является интенсификация процесса охлаждения при закалке. Однако при больших скоростях охлаждения появляется опасность возникновения закалочных трещин, недопустимых не только по условиям обеспечения работоспособности роторов, но и вследствие высокой стоимости крупных поковок.

В настоящее время количественные подходы к расчетной оценке опасности развития технологических трещин при закалке роторов не разработаны. Рост размеров и веса единичных поковок, разработка новых г синтетических закалочных сред существенно повысили актуальность создания методов повышения сопротивляемости хрупким разрушениям поковок роторов с одновременным обеспечением требуемого уровня технологической прочности.

Известно, что температура эксплуатации должна быть ниже критической температуры хрупкости (Тк50). Для получения низких значений критической температуры хрупкости также требуется интенсификация процесса закалки.

Это направление начало развиваться более 30 лет назад в работах

A,А, Астафьева, Г.И. Баренблатта, А.П. Гуляева, Г.С. Васильченко, Б. А. Дроздовского, Я.Б. Фридмана, Н.А. Махутова, В.В. Панасюка, Н.И. Кобаско, В.Н. Земзина, П.Д. Хинского, А.А. Чижика, А.А. Панина,

B.А. Плеханова, Э.Ю. Колпишона, Т.А. Чижик.

Хрупкость низкоуглеродистой стали исследовал И.В. Горынин, вопросы структурной наследственности обстоятельно исследованы В.Д. Садовским, технологические аспекты теории термической обработки разработаны Н.Ю. Тайцем, а ускоренные режимы термической обработки поковок -А.А. Астафьевым.

Закономерностями возникновения и развития трещин при закалке занимались A.JT. Немчинский, С.С. Шураков, Е.И. Малинкина. Промышленные эксперименты по термометрированию крупных роторных поковок в процессе термообработки на Ижорском заводе проводил В.А. Плеханов.

Совершенствовались расчетные .методы определения тепловых полей и полей напряжений, в этих направлениях работали JT.A. Коздоба, Ф. Хенгерер, Ю.Н. Шевченко, В.Е. Лошкарев, А.И. Левченко.

Понижение критической температуры хрупкостихрупкости достигается как путем измельчения зерна, так и путем увеличения скорости охлаждения при закалке. Известны различные способы измельчения зерна при термообработке, полученные преимущественно на малых образцах: увеличение скорости нагрева, выдержка в подкритической области при нагреве, перлитизация при охлаждении, изотермические выдержки при охлаждении, увеличение числа закалок. Однако применительно к крупным высокопрочным роторным поковкам (предел текучести 810 МПа) такие исследования практически отсутствуют. Следует заметить, что предел текучести 810 МПа не отвечает наиболее низкой переходной температуре. Для теплоустойчивых роторных сталей по данным П.Д. Хинского (НПО ЦКТИ), О.И. Кановой (ПО «Ижорский завод), И.Г. Ивановой (ЛМЗ) оптимальный предел текучести составляет 590-620 МПа для стали 35ХНЭМФА и 620-670 МПа для стали 26ХНЗМ2ФА.

То же относится и к проблеме закалки крупных роторных поковок, к оценке ее безопасности с точки зрения развития закалочных трещин. Успешно решенная для крепежа и дисков, она остается открытой для крупных роторов низкого давления.

Цель работы:

Целью работы является установление закономерностей влияния интенсификации охлаждения при закалке на повышение сопротивляемости хрупким разрушениям крупных поковок из теплоустойчивых высокопрочных (предел текучести 810 МПа) Cr-Ni-Mo-V роторных сталей и разработка критериев предотвращения развития технологических закалочных трещин.

6. Выводы.

1. Установлены закономерности влияния параметров нагрева и охлаждения при закалке на дисперстность структуры и повышение сопротивляемости хрупким разрушениям высокопрочных (предел текучести более 800 МПа) Cr-Ni-Mo-V роторных сталей.

2. Показано, что изменение скорости охлаждения в интервале бейнитного превращения (550-200°С) от 129°С/ч до 20000°С/ч снижает критическую температуру хрупкости (Т5о) на 80°С (от -24°С до - 105°С). Увеличение скорости прохождения интервала перлитного превращения (700-550°С) от 58°С/ч до 220°С/ч снизило Т50 на 20°С.

3. Для стали 35ХНЗМФА с наследственно крупным аустенитным зерном процесс перлитизации, заключающийся в изотермической выдержке при закалке в области перлитного превращения, приводит к уменьшению размера зерна с 1 до 8 номера. Для стали с наследственным зерном 5-6 номера перлитизация не оказывает влияния на изменение размера зерна, однако Т50 снижается на 38°С.

4. Увеличение числа закалок от 1 до 5 приводит к измельчению зерна. Для стали 35ХНЗМФА с крупным зерном (номер 1) увеличение числа закалок приводит к измельчению зерна до 3-4 номера, но не влияет на Т5о. Для стали с зерном 5-6 номера после пяти закалок происходит измельчение зерна до 10-11 номера, Т5о снижается на 50°С. Наибольший эффект дает вторая закалка, понижающая Т5о на 30°С и измельчающая зерно до номера 8.

5. Скорость нагрева при закалке стали 35ХНЗМФА независимо от исходной наследственной структуры, не оказывает влияния на Т50 Выдержка при нагреве в подкритической области для зерна 5-6 номера также не влияет на Т50.

6. Для расчета температурных полей по результатам промышленного эксперимента определены коэффициенты теплоотдачи при нагреве в печи, при охлаждении на воздухе, в масле, в воде и в синтетических средах. Решены инверсные задачи для нахождения теплофизических свойств (теплопроводности и теплоемкости) роторной стали при охлаждении.

7. Для расчета полей напряжений определены зависимости от температуры (при охлаждении с температуры закалки) предела текучести и характеристик ползучести (коэффициента ползучести, показателя ползучести) для стали 35ХНЭМФА.

8. Определены критические коэффициенты интенсивности напряжений Kic стали 35ХНЗМФА в закаленном состоянии на образцах размером 65x65мм при разных скоростях охлаждения в интервале температур 20-290°С. Значения составляют 75.160 МПа(м)ш.

9. Предложен метод расчетно-экспериментальной оценки развития трещин при закалке крупных роторных поковок, являющийся обобщением схемы разрушения тел с трещинами при ползучести, использующий результаты расчета температурного поля и текущих закалочных напряжений, и зависимости значений Kjc и Kirth от температуры и скорости охлаждения.

10. Рассмотрен пример использования разработанного расчетно-экспериментального метода для оценки сопротивляемости развитию трещин при закалке в воде роторов диаметром 1200 мм с расточкой 100 мм различного металлургического качества. Построены области определения условий развития трещин на наружной поверхности и в самой теплоинерционной точке роторов. Показано, что наличие на поверхности допустимого дефекта с эквивалентным размером 8 мм приводит к неустойчивому росту трещины и хрупкому разрушению. Для поковок с допустимым дефектом 4 мм опасность хрупкого разрушения связана с подрастанием дефекта в области К[ > Kirth. Для самой теплоинерционной зоны ротора, расположенной на глубине 350мм от наружной поверхности, до момента окончания закалки не происходит пересечения Kj с пороговой поверхностью разрушения K[rth, то есть дефекты размерами 4мм, 6мм и 8мм подрастать не будут.

1. Арутюнян Р.А., Вакуленко А.А. О многократном нагружении упругопластической среды. «Известия АН СССР. Механика», 1965, №4, с.53-61.

2. Астафьев А.А. разработка и исследование ускоренных режимов термической обработки поковок. Автореферат докт. дисс., М., ЦНИИТМАШ, 1967.

3. Бобырь И.С., Иващенко М.М., Плеханов В.А. и др. Исследование режимов закалки поковок турбинных роторов. В сб. «Тепловые напряжения в элементах конструкций», вып. 19, Киев, «Наукова думка», 1979, с.66-70.

4. Борисов И.А. Исследование, разработка и внедрение сталей и технологии термической обработки крупных роторов мощных паровых турбин и генераторов. Автореферат дисс. на соиск. учен. степ. докт. техн. наук. Москва, ЦНИИТМАШ, 1980, 45с.

5. Браун У., Сроули Дж. Испытание высокопрочных металлических материалов на вязкость разрушения при плоской деформации. «Мир», 1972, с. 174.

6. Варгафтик И.Б. Теплофизические свойства веществ. «Госэнергоиздат». М., 1956, 520с.

7. Волынский Б.А., Бухман В.Е. Модели для решения краевых задач. М., «Физмашгиз», 1960, 450с.

8. Генерсон И.Г., Хинский П.Д. и др. Изготовление поковок турбинных дисков с высотой ступицы до 500 мм. «Энергомашиностроение», JL, 1972, №10, с.22.

9. Генерсон И.Г., Хинский П.Д. и др. Новая технология производства поковок крупных турбинных дисков. «Кузнечно-штамповочное производство». М., 1973, №1, с.З.

10. Гневко А.И. Синергетическая модель замедленного разрушения твердых тел. «Известия РАН. Металлы». 1992, №2, с.21-28.

11. Гневко А.И. О природе разрушения металлов и его аналогиях в поведении других видов материи. «МиТОМ», 2008, №4, с.3-18.

12. Горюшин В.В., Шевченко С.Ю., Петропавловский А.Г., Цурков В.Н. Новая полимерная закалочная среда Акресол. «МиТОМ», 2008, №4, с.49-52.

13. Дроздовский Б.А., Фридман Я.Б. Влияние трещин на механические свойства конструкционных сталей. «Металлургия». 1960, 260с.

14. Земзин В.Н. Исследование деформаций и напряжений при сварке легированной стали. «Труды ЛИИ»., 1951, №3, с.32-46.

15. Земзин В.Н., Чижик А.А., Ланин А.А., Шрон Р.З. Условия образования трещин при сварке и термической обработке. Часть 1. О роли ползучести в образовании трещин. «Сварочное производство», 1983, №11.

16. Зикеев В.Н. Научный вклад А.П. Гуляева в металловедение конструкционных сталей. «МиТОМ», 2008, №11, с. 10-14.

17. Зинер К.В. Упругость и неупругость металлов. М., «ИТ», 1954, с.153.

18. Иванова B.C. Синергетика: прочность и разрушение металлических материалов. М., «Наука», 1992, 159с.

19. Иванова B.C. Перспективы использования синергетического подхода в решении проблем наноматериаловедения. «МиТОМ», 2005, №7, с.55-61.

20. Иващенко М.М., Плеханов В.А., Хинский П.Д. Расчет и моделирование закалки крупных заготовок. «МиТОМ», 1978, №9, с.7-12.

21. Иващенко М.М., Улизко Э.П. Определение коэффициентов теплоотдачи при охлаждении крупных заготовок. «МиТОМ», №9, 1979г. с.9-12.

22. Качанов Л.М. О времени разрушения в условиях ползучести. «Изв. АН СССР.ОТН», 1958, №8, с.26.

23. Кобаско Н.И. Тепловые процессы при закалке стали. «МиТОМ», 1968, №3, с.12-15.

24. Кобаско Н.И., Костанчук Д.М. Оценка охлаждающей способности закалочных сред с использованием характеристик процесса кипения. «МиТОМ», 1973, №10

25. Кобаско Н.И. Закалка стали в жидких средах под давлением. «Наукова думка», Киев, 1980, 205с.

26. Коздоба JI.A. Электрическое моделирование тепло и массопереноса. М., «Энергия», 1972, 296с.

27. Коздоба JI.A. Методы решения нелинейных задач теплопроводности, «Наука», 1975, 227с.

28. Коздоба JI.A. Решения нелинейных задач теплопроводности. Киев, «Наукова думка», 1976, 136с.

29. Кондрашов А.И., Пилюшенко B.JI. и др. Определение механических свойств стали методом моделирования закалки. «МиТОМ», 1969, №6, с.39.

30. Крапошин B.C., Талис А.Л., Панкова М.Н. Политопный топологический подход к описанию мартенситного превращения. «МиТОМ». 1999, №8, с.23-28.

31. Крапошин B.C., Сильченков А.Д. Чем отличается мартенситное превращение от нормального? «МиТОМ», 2008, №11, с.28-36.

32. Кривошей Ф.А. Методика и результаты решения инверсной задачи нестационарной теплопроводности. Автореферат канд. дисс. Киев, Институт техн. теплофизики АН УССР, 1971.

33. Крылов В.П., Улизко Э.П., Златин 3.JI. Влияние скорости охлаждения и изотермической выдержки при закалке на склонность к хрупкому разрушению металла роторов. «МиТОМ», 1996, №6, с.2-5.

34. Ланин А.А. Оценка трещиностойкости сталей при закалке. «Труды ЦКТИ», 1983, №204, с.75-81.

35. Ланин А.А. Трещиностойкость крепежных сталей для фланцевых соединений энергооборудования в условиях релаксации напряжений. Дисс. на соискание ученой степени канд. техн. наук. Л., 1985, 277с.

36. Ланин А.А. Оценка ресурса высокотемпературных крепежных деталей паровых турбин по критериям трещиностойкости. «Труды ЦКТИ», 1989, вып.256, с.29-38.

37. Ланин А.А. Сопротивляемость хрупким локальным разрушениям жаропрочных сталей и сварных соединений элементов энергооборудования при длительном высокотемпературном нагружении. Автореферат диссертации на соиск. уч. степени докт. техн. наук. СПб, 2007.

38. Ланин А.А., Гецов Л.Б. Закономерности образования и развития трещин в элементах энергоустановок в условиях релаксации напряжений. «Труды ЦКТИ», 2009, вып.296, с. 162-176.

39. Левченко А.И. , Панасюк В.М. Расчет напряжений, возникающих в процессе закалки цилиндрических поковок. «Труды ЦКТИ», 1983, вып. 201, с.24-30.

40. Либерман И.Я., Пейсихис М.И. Свойства сталей и сплавов, применяемых в котлотурбостроении, части I, II, III. Руководящие указания, ЦКТИ, Л., 1966.

41. Лихачев В.А. Деменков А.П. Ползучесть закаленной стали при отпуске. «Физико-химическая механика материалов», 1982, №6, с.21-25.

42. Лошкарев В.Е., Немзер Г.Г., Самойлович Ю.А. Определение теплофизических характеристик стали из решения обратной задачи теплопроводности. «Промышленная теплотехника». 1980, т. 2, №3, с.22-28.

43. Лошкарев В.Е. Термонапряжения в закаливаемых стальных изделиях цилиндрической формы с осевым отверстием. «Инженерно-физический журнал», 1984, Т. 46, №3, с.491-498.

44. Лошкарев В.Е., Плеханов В.А., Хинский П.Д. Исследование напряженного состояния крупных роторов при закалке. «МиТОМ», 1985, №3, с.25-29.

45. Лошкарев В.Е., Колпишон Э.Ю. Применение полимерных сред для закалки крупных деталей. «МиТОМ», 1986, №10, с.38-40.

46. Лошкарев В.Е. Расчет закалочных напряжений с учетом пластичности превращения и влияния напряжений на кинетику распада аустенита. «Известия высших учебных заведений. Черная металлургия», 1988, №1, с. 111-116.

47. Макаров Э.Л. Холодные трещины при сварке легированных сталей. М., «Машиностроение», 1981, 248с.

48. Мак Лин Д. Точечные дефекты и механические свойства металлов и сплавов при высоких температурах. В кн.: Вакансии и другие точечные дефекты в металлах и сплавах. М., «Металлургия», 1961, с. 197.

49. Малеева О.Э. Аварии роторов турбргенераторов в США в 1954 г. «Энергомашиностроение», 1956, №11, с.30-31.

50. Мацевитый Ю.М. Электрическое моделирование нелинейных задач технической теплофизики. Киев, «Наукова думка», 1977, 253с.

51. Морганюк B.C. Методика расчета теплового и напряженно-деформированного состояния стальных изделий сложной формы при закалке. «Проблемы прочности», 1982, №6, с.80-85.

52. Неймарк Б.Е. Физические свойства сталей и сплавов, применяемых в энергетике. М.-Л., «Энергия», 1967, 240с.

53. Немчинский А.Л. Экспериментальное исследование трещинообразования при закалке. Сб. «Металловедение» №1, 1957, «Судпромгиз», Л., с. 17-69.

54. Немчинский А.Л. Образование закалочных трещин. Дисс. на соискание ученой степени докт. техн. наук. Л., ЛПИ им. М.И. Калинина, 1958.

55. Ожигин В.В. Условие подобия при определении сопротивления материалов хрупкому разрушению. «Труды ЦКТИ», 1989, №254, с.23-27.

56. Панин В.Е. Поверхностные слои как синергетический активатор пластического течения нагруженного твердого тела. «МиТОМ», 2005, №7, с.62-68.

57. Петраш J1.B. Закалочные среды. М., Машгиз, 1959, 112с.

58. Пестов B.C., Николаев Э.Г. Повышение пластических и вязких свойств крупных поковок из углеродистых сталей термической обработкой. Сборник «Оптимизация металлургических процессов», 1971, вып 5, с.238-245.

59. Петреня Ю.К. Физико-механические основы континуальной механики повреждаемости. С. Петербург: АООТ «НПО ЦКТИ» 1997, 147с.

60. Пиль К.Х. Влияние химического состава термообработки и структуры на свойства никельхромомолибденванадиевых улучшаемых сталей. «Черные металлы», 1975, №18, с. 19-27.

61. Плеханов В.А., Хинский П.Д., Яковлев В.П. Экспериментальное исследование влияния закалочных сред и способов охлаждения на температурное состояние и интенсивность охлаждения при закалке. «Труды ЦКТИ»., Л., 1975, вып. 130, с.137-145.

62. Попов А.А., Попова Л.Е. Изотермические и термокинетические диаграммы распада переохлажденного аустенита. Справочник. М., «Металлургия», 1961,430с.

63. Прикладные вопросы вязкости разрушения. «Мир», 1968, с.288.

64. Прохоров Н.Н., Макаров Э.Л., Якушин Б.Ф. Прочность стали в процессе превращения аустенита при сварке. «Сварочное производство», №8, 1959, с. 12-15.

65. Работнов Ю.Н. О разрушении вследствие ползучести. -«Прикладная механика и техническая физика», 1963, №2, с.113.

66. Романов А. А., Сорокин Н.Т., Петреня Ю.К. Перспективы электроэнергетики — ее техническое перевооружение. «Тяжелое машиностроение», 2002, №10, с.6-10.

67. Садовский В.Д. Структурная наследственность в стали. «Металлургия». М., 1973,206с.

68. Самойлова Т.Н. Перлитное изотермическое превращение переохлажденного аустенита в стали 35 Ni-Cr-Mo-V. «Труды ЦКТИ», 1983, №204, с.62-65.

69. Самойлович Ю.А., Лошкарев В.Е. Определение температурных полей изделий при закалке. «МиТОМ», 1980, №4, с. 10-13.

70. Саррак В.И., Суворова С.О., Филиппов Г.А. О внутренних напряжениях в мартенсите. В кн. «Мартенситное превращение в сталях и сплавах». М., «Металлургия», 1981, с.59-68.

71. Склюев П.В. Влияние скорости охлаждения на механические свойства конструкционной стали. Сб. Производство крупных машин НИИТЯЖМАШ Уралмашзавода. «Машиностроение», вып. 5, 1964, 109 с.

72. Соболев Ю.В., Колпишон Э.Ю., Хинский П.Д., Циринская И.И. Сравнительная оценка склонности к хрупким разрушениям смешанной стали и стали ЭШП для роторов при различных скоростях закалки. «Труды ЦКТИ», 1979, №169, с.3-6.

73. Соболев Ю.В., Колпишон Э.Ю., Хинский П.Д., Рудченко А.В., Плеханов В.А. Раскисление стали 35ХНЗМФА для крупной роторной поковки углеродом под вакуумом. «Сталь», 1980, №11, с. 976-977.

74. Соболев Ю.В., Хинский П.Д., Колпишон Э.Ю., Рудченко А.В., Дуб B.C. Изготовление крупной роторной поковки с низкой переходной температурой из стали 35ХНЗМФА. «Энергомашиностроение», 1981, №11, с. 27-29.

75. Тайц Н.Ю. Технология нагрева сталей. «Металлургиздат», 1962, 407с.

76. Филипс А., Вень Г. Новый закон упрочнения в термопластичности. В кн. Успехи механики деформируемых сред. М., «Наука», 1975.

77. Фридман Я.Б., Зилова Т.К., Дроздовский Б.П., Петрухина Н.И. «Заводская лаборатория». I960, т. 26, №11, с. 1267.

78. Хенгерер Ф., Штресли Б., Брем и др. Расчет с помощью ЭВМ процессов охлаждения деталей из легированной улучшаемой стали. «Черные металлы», №12, 1969, с.22-23.

79. Хинский П.Д., Генерсон И.Г. Влияние величины зерна и интенсивности закалки на хладноломкость стали. «МиТОМ», 1973, №6, с.80-82.

80. Хинский П.Д. Влияние зерна на критическую температуру хрупкости роторной стали. «Энергомашиностроение», 1973, №10, с.24-25.

81. Хинский П.Д., Улизко Э.П., Герцберг Е.Я. Вязкость разрушения роторной стали. «Энергомашиностроение», 1975, №4, с.24-26.

82. Хинский П.Д., Кизима В.А., Демянцевич С.В. Оценка склонности сталей к хрупким разрушениям методом испытаний свободно падающим грузом. «Труды ЦКТИ», 1975, №130, с.129-136.

83. Хинский П.Д., Иващенко М.М., Плеханов В.А., Соболев В.В., Колпишон Э.Ю. Пути оптимизации термической обработки крупных поковок. «Энергомашиностроение», 1975, №12, с.13-16.

84. Хинский П.Д., Соболев Ю.В., Колпишон Э.Ю., Зорькин Е.Ф. Влияние метода выплавки на критическую температуру хрупкостироторной стали. «Труды ЦКТИ», 1983, №204, с.55-57.

85. Хинский П.Д., Соболев Ю.В., Плеханов В.А., Зорькин Е.Ф. и др. Влияние температуры окончания охлаждения при закалке на критическую температуру хрупкостихрупкости роторной стали. «Труды ЦКТИ», 1983, №204, с.58-61.

86. Чижик А.А. Сопротивляемость хрупким и вязким разрушениям материалов для основных элементов энергетического оборудования. Дисс. на соискание ученой степени докт. техн. наук. Д., 1966, 192с.

87. Чижик А.А., Хотмиров В.Г., Жумахова Т.И., Чижик Т.А., Иванова И.Г. Исследование вязкости разрушения дисковых и роторных сталей. «Труды ЦКТИ», 1977, №146, с.21-28.

88. Чижик А.А., Петреня Ю.К. О кинетических уравнениях повреждаемости при межзеренном разрушении. «Труды ЦКТИ», 1979, вып. 169, с.42-43.

89. Чижик А.А., Ланин А.А. Разработка критерия ' оценки трещиностойкости сталей при закалке. В кн. Деформация и разрушение теплоустойчивых сталей. Материалы конференции. М., «МДНТП», 1983, с.44-46.

90. Чижик А.А., Хинский П.Д., Чижик Т.А. Лошкарев В.Е., Ланин А.А., Луконина Т.В. Расчетно-экспериментальный метод оценки трещиностойкости изделий при закалке. «Энергомашиностроение», 1985, №3, с.11-13.

91. Чижик А.А., Ланин А.А. Инженерный метод оценки трещиностойкости материалов энергетического оборудования в условиях релаксации напряжений. «Труды ЦКТИ», 1986, вып. 230, с.100-106.

92. Шевченко Ю.Н., Терехов Р.Г. Физические уравнения термовязкопластичности. Киев. «Наукова думка», 1982, 238с.

93. Штейнберг С.С. Термическая обработка стали. М., «Металлургиздат», 1945,с.240.

94. Штремель М.А. Информативность измерений ударной вязкости. «МиТОМ», 2008, №11, с.37-51.

95. Шураков С.С. Влияние температуры на отдых и пластичность закаленных сталей. В кн. «Металловедение», 1957, №2, JL, «Судпромгиз», с.100-126.

96. Boyle C.I., Currant К.М. and oth. Significant progress in the development of large turbine and generator rotors, Proceedings ASTM, 1962/63, vol. 62.

97. Brothers A.S., Newhouse D.L., Wind B.M. Results of bursting tests of allay steel disks and their application to design against brittle facture. 68 Annual mechanic ASTM, June 1965.

98. A.Elsender, R. Gallimore and oth. Strength and toughness of 35 Ni-Cr-Mo-V steam and generator rotor forgings/ Metals Technology, February 1978,p.45-46.

99. Forest D.R., Grobel L.P., Schabtach C., Seguin R.R. Investigation of the Generator Rotor Trust at the Pittsburg Station of the Pacific Gas Electric Co. ASME, 1957, p. 57-PWR-12.

100. Kraposhin V.S., Talis A.L., Dubois J.M. Structural realization of the polytope approach for the geometrical description of the transition of a quasicrystal into a crystalline phase. J, Phys.: Condens. Matte. 2002.V.14. p.8987-8996.

101. Kraposhin V.S., Pankova M.N., Talis A.L., Freiman Yu. A. An applicaition of a polytope (4D-polyhedron) concept for the description of polymorphic transitions: iron martensite and solid oxygen. J, Phys. IY France. 2003.V.112. p.l 19-122.

102. Libmann G.A. New electrical analog method for the solution of transient heat-conductions problems/ Trans. ASME. 1956 vol.78, №3.

103. Monione M, Runuchih. Ударная вязкость для роторов паровых турбин. Кобэ сайко тихо. Kobe steel, Ing. Repts.1976. p.26, №3, с. 19-23.

104. W. Pellini. Principles of fracture-safe design. Welding Journal, v.50, №3, March 1971, p.91-109.

105. Pluvinage G. Fracture and Fatigue emanating from stress concentrators, Kluwer, (2003)

106. Rammerstofer F.G. u.a. Zur Bestimmung der Eigenspannungeh in Bauteilen bei Warmebehaundlung mit Phasenumwandlung. Vertrag auf Simposium "Eigenspannungen Euststhung, Berechnung, Messung, Bewertung", BadNauheim, 1979, s. 181-207.

107. Standard Specification for Vacuum-Treated Steel Forgings for Generator Rotors. A 469, Annual Book of ASTM Standards, p.p.299-302, vol. 105, 1989.

108. Y. Tanaka, T. Azuma, Y. Ikeda, O. Watanabe, M. Yamada, A. Kaplan, R.S. Schwant. Production and properties of a superclean 2,5% NiCMoV high pressure/low pressure rotor shaft. ASM/TMS Materials, Chicago, 1992, p. 169180.

109. R. Viswanathan/ Application of clean steel/ superclean steel technology in the electric power industry-Overview of EPRI Research and Products. EPRI Workshop Clean steel super clean steel, London, Institute of Materials, 1996, Proceedings, p. 1-32/

110. Winne D.H. and Windt B.M. Application of the Griffith-Irwin Theory of Crack Propagation to the Bursting Behavior of Disks, Including Analitical and Experimental studies. Trans. Of the ASME, 1958, vol. 80, №8, p. 1643.