PDF《叶轮锻造、 热处理工艺及分析改进》

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3 年第

1 期《特钢技术》

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3 M o 、 叶轮锻造、 热处理工艺及分析改进 任雪飞四川川 投 长钢 股份 公 司三生 产区摘要叶轮 锻件的锻 造、热处理 工艺中最关键 的 是如 何解 决 白点 .

同时要使 锻件 的组织、 性能均匀一致 . 关键 词锻造扩散1前言 叶轮是汽轮机上的重 要零件(如图l所 示),它安装在 汽轮机 主轴上 , 在 高温 、 高压 的蒸 汽价质 中高速旋转 . 由于 叶轮 的圆周线速度很 高,叶轮要 求承受 巨大 的切向 、 径 向应 力,还承图1叶轮 表1叶轮 的探 伤要求部位 轮缘轮觳一一'

受振 动附加 应 力和 温度 应力 , 同时应 具有 较高蠕变强度 和抗腐蚀能力 .因此 叶轮 的整个 截面上强度 、 塑性要求尽可 能均匀 , 探 伤要 求十 分苛刻( 见表

1 ) . 国内均采用

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3 Mo生产 叶轮 , 该 钢具 有 良好 的综 合性 能,但是该 钢是自点敏感 性最 强的一 种,无白点极 限 氢含 量仅

1 . 8*1

0 - %, 各生产 厂家 均对 钢液采 用真空 处理 , 以降低 钢 中氢含量 , 锻造采用

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0 0吨.以上压机模具 整 体镦粗 成形,再作去氢处理 , 以提 高产品合格率.我厂生产 叶轮 面临几大难题 :

1 .

1 设备能力 不够,不能作模 具整体镦 粗成形,必须 按我 厂实 际情况设 计适 合 于我 厂 的锻 造 工艺 ;

保证锻件 内部组织 和性能的均匀一致 .

1 .

2 提高钢的纯 洁度 , 降低钢 中夹 杂物 , 避免因夹杂 物引起 探伤 缺陷 超标 , 选择 真空 炉炼 钢可以解决 这类 问题 , 但是 价格 太 高用户 无法 接受.1.3如不选 择真 空炉炼 钢,那么 如何 去氢 , 消除白点 . 联 系人 : 任雪 飞 工程 师 四川江油 (

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4 ) 四J J l J J l 投长城 特殊 钢股 份有 限公 司三生产 区 缎钢分 厂Td: ( o

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3 2 o 维普资讯 http://www.cqvip.com 《 特钢技术》

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0 3 年第

1 期2试制2.1锻造工艺

2 .

1 .

1 钢锭 冶炼路线 : 电弧 炉 +电渣重溶

2 .

1 .

2 锻造工序见 图2.隧圃一圆 一匿 圜一圃圆一区 一匿垂夏 一匿 圜睡固固一匿一圆 一圈 一囹 图2锻造 工序2.1.2.1制坯钢锭压钳把后 两镦 两拔 , 其 目的是 为 了有 效地破坏钢锭 的铸态组织 , 压实芯 部疏松 , 镦粗 受力状态 如图3所示 , 镦粗时钢锭形 成 的变形 工区 、 Ⅱ区均 受三 向压 力,Ⅲ区受 到一向压应 力,Ⅱ区作为芯部 区域得到 了有 效 的压实 . 图3锻造示意 图2.1.2.2芯棒拔 长和扩充 芯棒拔长 和扩充 亦可使坯料 的 内部组 织均 匀、细化.2.1.2.3局部镦粗 成形 见图4.为避免设备能力 问题 , 采 用局部镦粗 成形 , 坯料在 回转平 台上一旋转 , 一边 辗压 , 上下 均加 垫 圈可 使成 品更 接 近锻件 加 工形状 , 减少 了余 量,节约 了钢锭用量 .

2 .

1 .

3 锻后热处理工艺见 图5.1J:平砧2垫圈3坯料4平台图4坯料辗 压成形 示意图I23242.2探伤效果及检 验 前期共 生产 2批l2件 , 仅有4件 探 伤合 格,合格率

3 3 .

3 3 %.其余 8件均因轮 毂缺陷超标 而报废 . 解剖结果 : 轮 毂部 位:低倍 内裂 ( 白点 ) ;

高倍夹杂物

0 . 5级;

晶粒度 4级一6级.2.3问题 在于 : 锻件 中氢含量 高形 成 白点.

3 改进 措施及效 果3.1措施 鉴于高倍结 果表 明组 织 良好 , 锻 造工 艺无 需 调整 . 由于曲线 l 所作锻后 热处理为各个生产厂 均认 可,而且 片 面延 长650%保 温时间并不 能 将该 工艺 的去气效 果提 高,因此我 采取 了几项 措施 .