26NiCrMoV14-5低壓轉子鍛件制造工藝和質量控制

何強業/中國第一重型機械股份公司鑄鍛鋼事業部

26NiCrMoV14-5低壓轉子鍛件制造工藝和質量控制

何強業/中國第一重型機械股份公司鑄鍛鋼事業部

本文介紹了26NiCrMoV14-5低壓轉子鍛件的特點。通過26NiCrMoV14-5材質特點的分析，根據轉子鍛件的性能要求，制定了制造工藝。

26NiCrMoV14-5；低壓轉子；制造工藝；質量控制

低壓轉子要求具有高強度、高斷裂韌性、高塑韌性以及低脆性轉變溫度等綜合性能。由于鋼錠越大則偏析越嚴重且內部缺陷越多，此類材料鍛件的生產需要先進的工藝和嚴格的控制手段。分析并改進這類鍛件的工藝，尤其熱工藝，對轉子質量的提升有著重大的意義。

一、化學成分

制定26NiCrMoV14-5轉子鍛件的制造工藝應基于其化學成分（見表1）。

表1 化學成分（質量分數，%）

二、材料成分特性分析

Ni可以提高工件韌性、塑性和低溫沖擊性能。Cr與Ni相互作用，可以提高淬透性，同時還可以產生強化作用。Mo能夠降低因Cr和Ni導致的回火脆性。因雜質元素對回火脆性的加強，需要將其盡可能去除。V使晶粒細化，并使回火抗力提高。Mn能夠增加淬透性，卻減弱了高溫持久強度，并導致P之類的有害元素的偏析，使晶界內聚力減弱，導致回火脆性的增加。

三、煉鋼和鑄錠工藝

為確保成分要求，采用堿性爐初煉，鋼包精煉爐真空精煉，并輔以真空脫氧；必要時刻采用電渣重熔工藝，并留出足夠的水口和冒口。

采取提高鋼錠凝固的措施，可減少疏松：優化鋼錠模結構以改善鋼錠凝固情況；增加海綿鐵配量，以減少鐵屑等原材料帶入的有害殘余元素及氣體；避免鋼水澆注過熱度太高，并對中間包溫度進行精確控制，減少溫度波動對鋼錠質量的影響。

四、鍛造工藝

隨著鋼錠尺寸的增加，其中的偏析、氣體、夾雜、縮孔、疏松等缺陷更加明顯。因此需要經過自由鍛造工藝，一方面要經濟地達到圖紙要求的形狀；另一方面是獲得具有優良內部質量的鍛件。大型鍛件的鍛造尤其側重后者。為將鋼錠的心壓實，鍛造工序中應當著力鍛合心部疏松和彌散夾雜。根據鋼錠的重量不同以及設備情況，可采用6000T～15000T壓力機，使鍛件充分變形，充分均勻細化晶粒組織。

五、熱處理工藝

1.鍛后熱處理。鍛件需從奧氏體盡快并充分地轉變至鐵素體和滲碳體混合物，如此則利于相變重結晶時的晶粒細化調整，以及氫的脫溶擴散。鍛后熱處理工藝需要考慮過冷奧氏體的穩定性等因素，以此確定并控制冷卻速度等相關工藝參數。

即使真空澆注也仍然不能避免微量的氫殘留，而這會危及大鍛件的韌性，尤其是在淬火過程。去氫退火關鍵在于鍛后應盡快使奧氏體轉變為鐵素體，將氫脫溶析出，從而以在鐵素體穩定存在的最高溫度下實施長時間保溫。氫一部分從鍛中擴散逸出；其余從含量高處擴散至含量低處，從而降低了鍛件中氫的偏析。氫分子產生的壓力可以通過此時較好的塑性，經變形而松弛，避免產生白點。

重結晶的過程細化了晶粒、改善了組織并提高了性能，重結晶之后的組織性能符合熱處理的條件，并且超聲波探傷缺陷得到降低。

2.性能熱處理。奧氏體化溫度的提高，有利于改善淬透性，但在1000℃附近奧氏體化時會增加蠕變斷裂韌性；低于930℃進行奧氏體化則碳化物不充分溶解。適當提高淬火冷卻速度能夠增強斷裂韌性，但這種方法對于工件的心部影響較小，而且轉子的韌性會在其工作過程中逐漸下降。

按照獲得σb和σ0.2的規定值的基礎上提高韌性為目標來確定回火溫度。溫度控制應利于碳化礬沉淀。但在720℃以上時，碳化礬沉淀速度太快，易粗化，而局部偏析會導致局部產生重新奧氏體化。回火工藝的編制應結合成分特點避免回火脆性。

六、工藝執行結果

通過對兩支同型號的轉子在執行上述制造工藝，取得良好的效果的性能檢測結果數據（見表2）。

表2 性能檢測結果數據

七、結束語

26NiCrMoV14-5低壓轉子鍛件每項工藝都影響工件的性能結果，任何偏差或疏忽都可能導致工件最終質量不合格。執行工藝的各個過程都應嚴格控制各項參數，避免產生偏差或缺陷，使轉子獲得優良的質量。

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