大型筒体锻件的成形制造技术

大型筒体锻件是核电、石化等能源装备的关键零件,提高其成形制造技术水平是我国重大技术装备实现国产化的关键。简要介绍了大型筒体锻件在核电、石化等能源领域的应用。较为详细地叙述了对大型筒体锻件的性能要求及其材料的研究现状。阐述了大型筒体锻件成形制造技术的发展状况。认为大型化、细观化是目前大型筒体锻件发展的主要趋势,提高钢锭浇铸质量和改善钢锭构形是提高大型筒体锻件质量的根本,而有效实施控制锻造、优化产品内部晶粒结构则是提高大型筒体锻件质量的关键因素。

20SiMn钢锻造过程动态再结晶行为研究

研究了水轮机主轴主要用钢20SiMn的动态再结晶行为和模型,通过高温热力学模拟实验得到了20SiMn钢在大型锻造件生产条件下的流动应力曲线,研究了20SiMn钢满足动态再结晶细化晶粒要求的合理锻造工艺区间。通过对实验数据进行拟合回归分析,建立了20SiMn钢的动态再结晶模型,并提出了基于金属材料流动应力曲线的动态再结晶体积比例测量方法。对比实验结果表明,所建立的模型和实验实测结果吻合较好,验证了所建立模型和提出方法的正确性。

700MW级水轮机主轴内法兰终锻成形工艺数值模拟研究

针对700MW级巨型水轮机主轴内法兰锻造成形要求及其难点,提出应以空心镦粗作为其终锻工艺;数值模拟结果表明,整体空心镦粗可以得到较好的内部变形分布,终锻镦粗变形量应不超过60%;局部空心镦粗降低了对设备能力的要求,对此本文提出了弦线旋转镦粗法,指出为得到较好内部变形分布,上砧送进比η应控制在40%左右,终锻镦粗变形量应不超过60%。本文得到的锻造工艺参数,对纵向厚度相对较小的薄饼状圆环锻件同样具有借鉴意义。

化学研磨抛光技术在IC制造设备中的应用

IC制造设备中的关键零部件对于其内外表面粗糙度有着很高的要求。传统的研磨抛光技术很难达到这一要求,从而直接影响了IC制造设备的国产化进程。化学研磨抛光技术作为一种新兴的材料表面处理技术,通过化学药液浸蚀方式,可以在短时间内完成对于各种复杂形状零件的内外表面研磨抛光,同时可以使工件表面满足较高的物理化学性能要求,非常适合于IC制造设备中高真空度、高洁净度要求的零部件生产加工。

大型水轮机主轴锻造过程裂纹缺陷的预防

针对大型水轮机主轴内法兰锻件锻造过程的裂纹缺陷,采用热力学实验方法,研究了其主要用钢20SiMn的高温力学性能。结果表明,提高变形温度和降低变形速率有利于避免该材料内部裂纹萌生。根据Cockcroft&Latham延性断裂准则,计算得到了20SiMn钢的延性断裂破坏因子为30.0。利用Deform 3D软件,对大型水轮机主轴内法兰锻造过程进行了数值模拟,预测了该类锻件在空心镦粗过程中裂纹产生的趋势和区域,并提出将单砧压下量控制在8%以内和将镦粗变形量控制在45%的局部空心镦粗优化锻造工艺方案。

δ铁素体对12%Cr超超临界转子钢冲击性能的影响

高中压转子是超超临界火电机组的关键零部件，要求具有很高的高低温冲击性能，材料一般采用高铬（12％Cr）耐热合金钢。该文通过一系列实验，研究了12％Cr转子钢1Cr12W2NiMoVNbN钢组织中δ铁素体对室温冲击性能的影响。结果表明：δ铁素体的存在会严重损害该钢的冲击性能，而奥氏体晶粒尺寸在一定范围内对其冲击性能影响不大；对已经出现的δ铁素体，可以用在900～1150℃温度区间长期保温的方法进行消除。研究结果对科学制定超超临界高中压转子钢热处理工艺具有参考价值。

Dynamic Recrystallization and Grain Growth Behavior of 20SiMn Low Carbon Alloy Steel

A series of thermodynamics experiments were used to optimize the hot forging process of 20SiMn low-carbon alloy steel. A dynamic recrystallization and grain growth model was developed for the 20SiMn steel for common production conditions of heavy forgings by doing a nonlinear curve fit of the experiment data. Optimized forging parameters were developed based on the control of the dynamic recrystallization and the MnS secondary phase. The data shows that the initial grain size and the MnS secondary phase all affect the behavior of the 20SiMn dynamic recrystallization and grain growth.