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車(chē)間降溫風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)葉輪鍛件水油淬火調(diào)質(zhì)工藝小結(jié)風(fēng)機(jī)葉片制造工藝

沈陽(yáng)鼓風(fēng)機(jī)廠(chǎng)工藝科　　　譚朝鑫

　　近幾年來(lái)，隨著我國(guó)冶金、石油、化工等工業(yè)部門(mén)發(fā)展的需要，我廠(chǎng)新產(chǎn)品日益增多，產(chǎn)品向著高轉(zhuǎn)速、高壓力、高效率、體積小、重量輕和質(zhì)量好的方向發(fā)展。這樣就對(duì)透平鼓風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)風(fēng)機(jī))轉(zhuǎn)子鍛件的機(jī)械性能提出了愈來(lái)愈高的要求，σs≥80公斤／毫米2的10級(jí)強(qiáng)度等級(jí)要求的葉輪越來(lái)越多。因此如何選用較為合理而又經(jīng)濟(jì)的合金鋼材和采用正確的熱處理工藝乃是十分重要的。本文所介紹的就是我廠(chǎng)風(fēng)機(jī)葉輪鍛件水油淬火調(diào)質(zhì)工藝的一個(gè)小結(jié)。

　　一、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子用鋼的基本條件和葉輪鍛件用鋼的選用

　　轉(zhuǎn)子是風(fēng)機(jī)的心臟。它在高壓的機(jī)殼內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)承受著復(fù)雜的應(yīng)力，它的質(zhì)量好壞直接關(guān)系著整個(gè)風(fēng)機(jī)的質(zhì)量、壽命和使用安全。因此對(duì)轉(zhuǎn)子用鋼提出了比較嚴(yán)格的條件；

　　l、轉(zhuǎn)子用鋼的淬透性要好，以便保證轉(zhuǎn)子零件通過(guò)熱處理后沿?cái)嗝婢哂懈叩木鶆虻木C合機(jī)械性能。

　　2、轉(zhuǎn)子用鋼的回火脆性?xún)A向要小，以便保證轉(zhuǎn)子零件通過(guò)熱處理后殘余應(yīng)力達(dá)到最小。

　　3、對(duì)轉(zhuǎn)子用鋼的冶金缺陷提出了嚴(yán)格的要求。

　　4、轉(zhuǎn)子用鋼應(yīng)具有長(zhǎng)期工作條件下機(jī)械性能的穩(wěn)定性，某些轉(zhuǎn)子用鋼按其工作條件還應(yīng)具備250℃以下的熱穩(wěn)定性和較好的低溫性能。

　　表中“※”按表２強(qiáng)度等級(jí)及機(jī)械性能標(biāo)準(zhǔn)，αｋ值應(yīng)降為４公斤.米/厘米

　　 按照上述條件，過(guò)去我廠(chǎng)按表1選用葉輪鍛件用鋼。我廠(chǎng)風(fēng)機(jī)葉輪鍛件用碳素鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼械械性能標(biāo)準(zhǔn)和強(qiáng)度等級(jí)見(jiàn)表2。

　　按表1規(guī)定，機(jī)械性能要求在10級(jí)強(qiáng)度等級(jí)以上的葉輪鍛件用鋼就得采用含鎳的鋼種。如34CrNi3Mo鋼等。由于鎳是我國(guó)稀缺的合金元素，在這樣情況下，我們對(duì)現(xiàn)用的35CrMoV鋼作了深入的調(diào)查研究，認(rèn)為該鋼在改進(jìn)熱理處工藝的情況下，在正常生產(chǎn)條件下，是能夠滿(mǎn)足σs≥80公斤／毫米。的10級(jí)強(qiáng)度等級(jí)的機(jī)械性能要求的。于是首先在壓縮機(jī)葉輪上采用。

　二、影響葉輪鍛件沖擊韌性的有關(guān)因素

　　35CrM。V鋼在生產(chǎn)中先后在不同產(chǎn)品上發(fā)現(xiàn)沖擊韌性低劣的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象直接影響到該鋼在葉輪生產(chǎn)上的應(yīng)用。首先在壓縮機(jī)葉輪(圖1)上發(fā)現(xiàn)。葉輪按圖2規(guī)范理處后機(jī)械性能不好(見(jiàn)表3)。由表3可見(jiàn)，在屈服強(qiáng)度達(dá)到80公斤／毫米。

以上時(shí)，沖擊韌性普遍在2.5~4.0公斤·米／厘米。之間，均未達(dá)到技術(shù)要求。

　　其次在鼓風(fēng)機(jī)葉輪的生產(chǎn)上也發(fā)現(xiàn)沖擊韌性低劣的現(xiàn)象。鼓風(fēng)機(jī)蓋盤(pán)(圖3)熱理處后沖擊韌性同樣未達(dá)到技術(shù)要求(見(jiàn)表4)。

我們針對(duì)上述生產(chǎn)上出現(xiàn)的沖擊韌性低劣的現(xiàn)象，分析了影響葉輪鍛件沖擊韌性低劣的有關(guān)因素。這些因素是：

　　1、鍛造和熱處理過(guò)程中過(guò)熱的影響；
　　2、樹(shù)枝狀偏析的影響；
　　3、鋼中氣體尤其是氫氣對(duì)鋼的沖擊韌性的影響；
　　4、鋼中非金屬夾雜物的影響；
　　5、淬火冷卻規(guī)范的影響。
　　“研究任何過(guò)程，如果是存在著兩個(gè)以上矛盾的復(fù)雜過(guò)程的話(huà)，就要用全力找出它的主要矛盾�！蓖ㄟ^(guò)調(diào)查研究和試驗(yàn)工作，我們認(rèn)為：葉輪鍛件的淬火冷卻規(guī)范是其沖擊韌性低劣的主要原因。

　　已有的研究成果指出：(1)從獲得最優(yōu)良的綜合機(jī)械性能的觀(guān)點(diǎn)出發(fā)，最理想的淬火組織是馬氏體，隨后高溫回火得到均勻彌散的回火索氏體組織。但是在工業(yè)生產(chǎn)條件下，沿鍛件的斷面不可避免地要發(fā)生非馬氏體轉(zhuǎn)變，這是由于在淬火時(shí)鍛件內(nèi)部和外部的1=￡大熱差所導(dǎo)致的冷卻速度不同所引起的；

　　(2)下貝茵體區(qū)域的奧氏體轉(zhuǎn)變產(chǎn)物與馬氏體區(qū)域的奧氏體轉(zhuǎn)變產(chǎn)物經(jīng)高溫回火后的機(jī)堿性能大致相同，而當(dāng)臺(tái)金鋼淬火組織具有下貝茵體區(qū)域以上的奧氏體轉(zhuǎn)變產(chǎn)物，則隨著其組織的粗化而使機(jī)械性能降低，鍛件淬火組織中具有大量的上貝茵體區(qū)域和具有珠光體區(qū)域的奧氏體轉(zhuǎn)變產(chǎn)物時(shí)，鍛件經(jīng)高溫回火后的屈服強(qiáng)度和沖擊韌性是明顯地降低。因此，鍛件淬火后不應(yīng)有珠光體和鐵素組織和大量的上貝菌體組織。

　　從表3所示的63—596葉輪及其試圈余料，在第一次正火及油淬調(diào)質(zhì)沖擊韌性(αk)不合格后，同爐經(jīng)高溫正火和油淬調(diào)質(zhì)結(jié)果表明試圈余料在бs高出葉輪本身5公斤／毫米。時(shí)，αk約為葉輪本身的3，5倍。葉輪由于冷卻速度較小，淬火組織中存在有上貝茵體組織導(dǎo)致葉輪在回火后屈服強(qiáng)度及沖擊韌性均低。

　　綜上所述，鍛件合理的淬火冷卻規(guī)范應(yīng)當(dāng)是鍛件淬火時(shí)其中心冷卻速度大于珠，光體與鐵索體的析出速度，并保證不析出上貝茵體，而在淬火介質(zhì)中的冷卻時(shí)間則應(yīng)使鍛件中心的奧氏體完全轉(zhuǎn)變?yōu)橄仑愐痼w或下貝茵體與馬氏體的混合相。

　　為了將35CrMoV鋼用到10級(jí)強(qiáng)度等級(jí)以上的葉輪上去，為了進(jìn)一步提高常用合金結(jié)構(gòu)鋼的機(jī)械性能，我們大膽地打破了合金結(jié)構(gòu)鋼葉輪油淬的禁界；而采用水油淬火調(diào)質(zhì)處理，水油淬火乃是利用水的刷冷性使鍛件迅速通過(guò)“C”曲線(xiàn)的鼻子得到下貝茵體以下的奧氏體轉(zhuǎn)變產(chǎn)物，又利用油的緩冷性在馬氏體轉(zhuǎn)變區(qū)域緩冷，減少鍛件內(nèi)應(yīng)力，防止開(kāi)裂。


風(fēng)機(jī)葉片制造工藝申請(qǐng)?zhí)?專(zhuān)利號(hào)： 200910229902一種風(fēng)機(jī)葉片制造方法，涉及一種風(fēng)機(jī)葉片制造加工方法。該制造方法主要是將氣囊制成多腔室的分支氣囊，其分支氣囊為兩腔室或多腔室手套狀結(jié)構(gòu)，各分支氣囊腔室間形成縱向氣囊間隙；其制造方法是增設(shè)分支氣囊間的加強(qiáng)筋制作工序，將制作加強(qiáng)筋的材料沿分支氣囊的縱向間隙填充，對(duì)應(yīng)反向搭放在相鄰兩分支氣囊上，對(duì)氣囊充氣，制作加強(qiáng)筋的材料與制作葉片外殼的材料融合固化為一體，使葉片內(nèi)縱向生成一道或多道加強(qiáng)筋。本發(fā)明改善了葉片的力學(xué)結(jié)構(gòu)，可在不更換強(qiáng)化材料的情況下，使葉片外殼的厚度降低３０－４０％，重量減輕３０％左右，降低了制作和使用成本，具有強(qiáng)度高、挺力和抗沖擊能力較強(qiáng)，功率大，使用壽命長(zhǎng)，節(jié)能降耗等優(yōu)點(diǎn)。申請(qǐng)日：2009年10月30日公開(kāi)日：2010年09月08日授權(quán)公告日：申請(qǐng)人/專(zhuān)利權(quán)人：德州貝諾風(fēng)力機(jī)械設(shè)備有限公司申請(qǐng)人地址：山東省德州市經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)恒輝大道3228號(hào)發(fā)明設(shè)計(jì)人：李金鵬專(zhuān)利代理機(jī)構(gòu)：德州市天科專(zhuān)利事務(wù)所代理人：房成星專(zhuān)利類(lèi)型：發(fā)明專(zhuān)利分類(lèi)號(hào)：B29C70/44;B29C70/54;B29L31/08

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