大型空冷发电机用25CrNi1MoV钢转轴锻件制造工艺研究

介绍了使用25CrNi1MoV钢制造大型空冷发电机转轴锻件的制造工艺要点,根据该类材料80 MW及以下规格参数的转轴锻件实际生产经验,对100 MW等级空冷发电机转轴锻件的热加工相关工艺进行研究和产品试制,最终经过理化检验,完全满足产品设计技术规范,从而验证了该类型转轴制造工艺的可行性。

25CrNi1MoV钢发电机转子的热处理工艺研究

小功率发电机转子,材料为25CrNi1MoV钢,要求进行调质处理以获得良好而均匀的力学性能。通过数值模拟确定了最大直径约850mm的25CrNi1MoV钢转子锻件的调质处理工艺,即840℃奥氏体化、水淬和620℃回火,采用这样的工艺对转子锻件进行了调质处理,随后检测了转子锻件不同部位的力学性能和显微组织。结果表明,转子锻件表层和心部力学性能均满足要求。

提高25CrNi1MoV钢转子径向冲击韧性的工艺研究

通过采用大喷水量分段长时激冷+深冷的淬火冷却工艺,大幅度提高了25CrNi1MoV转子径向冲击韧性富余量。

不同冷却速度下25CrNi2MoV轴承钢的组织与性能

采用Gleeble-3500热模拟试验机、OM、硬度测试、磨损试验等手段,研究了不同冷却速度对25CrNi2MoV轴承钢组织与性能的影响。结果表明:冷却速度在0.2~3.0℃/s范围内,25CrNi2MoV钢组织主要为贝氏体+铁素体,随着冷却速度的升高,25CrNi2MoV钢中铁素体含量逐渐减少,晶粒逐渐细化,其硬度值均在250 HV以下,耐磨性较差。当冷却速度为10℃/s时,25CrNi2MoV钢组织为马氏体和少量贝氏体的混合组织。冷却速度达到30℃/s时,组织中开始生成残余奥氏体。当冷却速度在10~60℃/s范围内,25CrNi2MoV钢的硬度值均在430 HV以上,耐磨性较好。

热处理对25CrNi3MoV钢组织与力学性能的影响

通过采用金相、电镜观察和力学试验等方法研究了奥氏体化温度和回火温度对25CrNi3MoV钢的组织和力学性能的影响。结果表明,25CrNi3MoV钢在950~1050℃奥氏体化时,由于V的碳化物充分溶解,晶粒出现异常长大。25CrNi3MoV钢的低温冲击韧性与晶粒尺寸之间符合扩展的Hall-Petch关系。随着回火温度升高,25CrNi3MoV钢中析出的碳化物粗化,其抗拉强度降低,冲击韧性升高。

80 MW 25CrNi1MoV发电机转子的试制

首次用55 t单真空方式冶炼的钢锭锻造出了80 MW 25CrNi1MoV发电机转子,对该转子的两轴头纵向、转身径向、中心孔纵向进行力学性能检验。力学性能满足技术要求,验证了铸锭、锻造、热处理工艺的合理性和可行性。

25CrNi3MoV大型锻件用钢冲击性能的研究

对新型大锻件用钢25CrNi3MoV在不同回火温度和冲击试验温度下的组织与冲击性能进行了研究。结果表明,25CrNi3MoV钢在200-600℃范围内回火时,随回火温度的升高,屈服强度缓慢下降、冲击吸收功缓慢增大;600℃以上回火时,强度急剧下降、冲击功迅速升高。670℃回火后,试验钢具有良好的强韧性配合,屈服强度为750 MPa,室温冲击功为92 J,脆性转变温度50%FATT为-90℃。

奥氏体化温度对25CrNi3 MoV钢的组织和力学性能的影响

研究了奥氏体化温度对25CrNi3MoV的组织和力学性能的影响。结果发现:在830~1 200℃范围淬火时,随着淬火温度的升高,碳化物充分溶解,奥氏体晶粒长大,其粗化温度为950~1 000℃,强度和冲击能先增大而后减小。随着淬火温度的升高,韧脆转变温度升高,880℃淬火时韧脆转变温度为-90℃,1 050℃淬火时韧脆转变温度为-47℃。

25CrNi2MoV钢的微动磨损性能

采用微动摩擦磨损试验机在干摩擦条件下对新型高速重载传动轴用25CrNi2MoV钢进行微动磨损试验,研究了不同载荷(50~200N)和频率(15~30Hz)下该钢的微动磨损性能。结果表明:在频率为20Hz条件下,当载荷由50N增至200N时,25CrNi2MoV钢的平均摩擦因数由0.766减至0.661,磨损体积由19.65×10^-3 mm^3增至75.83×10^-3 mm^3;在载荷为30N条件下,当频率由15Hz增至30Hz时,平均摩擦因数由0.790增至0.905,磨损体积由11.43×10^-3 mm^3增至23.88×10^-3 mm^3;在不同试验参数下,25CrNi2MoV钢磨损表面均出现了氧化和犁沟现象,磨损机制包含氧化磨损和磨粒磨损;在频率为20Hz条件下,载荷为50,100N时,25CrNi2MoV钢的磨损机制以黏着磨损为主,载荷为150,200N时,主要磨损机制为疲劳磨损;在载荷为30N条件下,频率为15~25Hz时,磨损机制以磨粒磨损为主,当频率增至30Hz时,磨损机制以疲劳磨损为主。

喷丸对25CrNi2MoV钢滚动接触疲劳性能的影响

目的提高25CrNi2MoV钢的滚动接触疲劳性能。方法对25CrNi2MoV钢进行表面喷丸处理,并采用3D形貌仪、光学显微镜、显微硬度仪、X射线应力分析仪与滚动接触疲劳试验机等仪器,对试样表面形貌、表面显微组织、显微硬度、表面残余压应力与滚动接触疲劳性能等进行测试分析。结果与未处理试样相比,经喷丸处理后,试样表面形貌由磨削加工槽型向酒窝状的弹坑转变,表面粗糙度增大,表面显微硬度由503HV0.2增大到577HV0.2,增加了14.7%,表面残余压应力由-90.0 MPa增大到-758.0 MPa。当喷丸强度为0.445 mmA时,试样具有最好的滚动接触疲劳寿命,其额定寿命(L10)、中值寿命(L50)、特征寿命(L63.2)分别为4.973×10^6次、6.578×10^6次和6.945×10^6次,分别是未处理试样对应寿命的11.1倍、7.3倍和7.0倍,试样滚动接触疲劳失效形式主要为疲劳剥落。当喷丸强度为0.596 mmA时,试样表面出现微裂纹,导致滚动接触疲劳寿命降低,此时试样疲劳失效形式主要为点蚀与疲劳剥落。未处理试样疲劳失效形式主要为分层。结论喷丸处理能细化试样表层晶粒组织,增大试样表面粗糙度、表面硬度与表面残余压应力。合适强度的喷丸处理可以抑制试样表面与次表面裂纹的萌生与扩展,显著提高滚动接触疲劳性能。

30~60 MW空冷发电机高强度25CrNi1MoV转子锻件研发

开发了30~60 MW空冷发电机用、屈服强度等级R_(p0.2)≥590 MPa的25CrNi1MoV转子锻件,计算了转子本体截面受力情况。对试制后的转子锻件轴头切向、本体切向、本体径向和中心孔轴向,进行了力学性能试验,对本体两端进行了化学成分测试。结果表明,各位置的化学成分和力学性能均能满足技术要求,且波动很小。

25Cr2Ni4MoV锻轴制造工艺研究

对25Cr2Ni4MoV钢锻轴的冶炼、锻造、热处理工艺进行研究,并通过超声检测和力学性能检验,充分证明了其冶炼、锻造、热处理工艺的可行性。在生产实践中,成功地制造出了4支该材质的60 MW空冷发电机转子。