王振华 孙淑华 张亚才 吕知清

(1.燕山大学机械工程学院， 河北066004；2.燕山大学理学院， 河北066004；3.中国第一重型机械集团股份公司， 黑龙江151042)

0Cr13Ni4Mo钢因具有良好的铸造性能和焊接性能以及优异的力学性能和耐蚀性能，被广泛用于制造能源、化工和军事航天领域的大型结构件[1,2]。目前国内普遍采用0Cr13Ni4Mo马氏体不锈钢制造三峡、葛洲坝电站等大型水轮机转轮及叶片[3]，但近十几年大型水轮机转轮在运行中发生多起开裂事故，而且一般为运行过程中在焊接接头处产生疲劳裂纹，这与焊接应力未彻底消除有很大关系。因此，如何提高0Cr13Ni4Mo钢的Ac1温度，扩大叶片焊后去应力退火[4]温度范围而又不降低其强韧性，对于消除焊接接头疲劳裂纹具有重要意义。

本文对一种V、N微合金化的0Cr13Ni4Mo钢的相图与临界转变温度进行理论计算与实验研究，为新型水轮机转轮及叶片用不锈钢的焊接及热处理工艺的优化提供理论依据。

1 试验材料和方法

试验所用V、N微合金化0Cr13Ni4Mo钢由25 kg真空感应炉冶炼而成，采用真空浇注方法铸成试验钢锭，其化学成分(质量分数，%)为：C 0.025，Cr 12.6，Mn 0.36，Ni 3.59，Si 0.14，Mo 0.67，V 0.16，N 0.042，P 0.024及S 0.018，其余为Fe。

试验用钢的伪二元平衡相图用Thermo-Calc软件P版本计算，采用TCFE2(TCS Steel/Fe-alloys database, v2)数据库，平衡相摩尔分数与平衡相组成的计算也用该数据库。

试验用钢的临界转变温度在STA449C型热分析仪上测定，试样尺寸为3 mm×3mm×3 mm，试样以200℃/h的速度从20℃升温至1 200℃。

2 试验结果和讨论

2.1 伪二元平衡相图

通过热力学计算获得的V、N微合金化0Cr13Ni4Mo钢的伪二元平衡相图如图1所示。图中标出了各个相区的平衡相组成，竖虚线对应着实际C含量(0.025%)，图右侧为每个平衡相转变温度的理论值。……