30Cr2Ni4MoV低壓轉子Ni含量的優化

褚錦輝　王　帥

(1.中國第一重型機械股份公司熱處理分廠，黑龍江161042；2.中核四O四有限公司，甘肅732850)

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30Cr2Ni4MoV低壓轉子Ni含量的優化

褚錦輝1王帥2

(1.中國第一重型機械股份公司熱處理分廠，黑龍江161042；2.中核四O四有限公司，甘肅732850)

通過分析30Cr2Ni4MoV低壓轉子中主要合金元素Ni含量對鍛件力學性能的影響，制定出合理的化學成分。根據優化的化學成分和熱處理工藝生產出的低壓轉子各項性能指標均合格，實現了降低原材料成本的目的。

低壓轉子；Ni含量；化學成分；降低成本

我公司通過調整30Cr2Ni4MoV低壓轉子化學成分，采取在產品制造源頭和設計階段合理控制主要合金元素含量，實現降低原材料成本的目的。

為確定主要合金元素對低壓轉子熱處理后力學性能的影響程度，我們針對已生產的67件低壓轉子進行了系統分析。

1　技術要求

低壓轉子鍛件的化學成分要求見表1，力學性能要求見表2。

2　工藝方案制定

重點分析低壓轉子的冶煉方式、化學成分、晶粒度、夾雜物、碳當量、力學性能和工藝參數，制定合理的化學成分內控方案。

2.1化學成分分析

表3中列出了低壓轉子的化學成分，所有合金元素中Ni含量所占比例超過50%，居第一位，而Ni的市場價格較高，因此我們決定對Ni含量進行重點分析。圖1為Ni含量在低壓轉子中的具體分布情況。

表1　低壓轉子鍛件化學成分要求(質量分數，%)

表2　低壓轉子鍛件力學性能要求

表3　低壓轉子產品的化學成分(質量分數，%)

從圖1看出，約60%的低壓轉子的Ni含量在3.5%以上，而標準要求為3.25%～3.75%，因此可在保證產品質量的前提下降低Ni含量。

2.2力學性能分析

表4為低壓轉子力學性能，圖2為Ni含量對轉子各部位力學性能的具體影響。

圖1　低壓轉子中Ni含量分布

表4　低壓轉子的力學性能

表5　優化后制定的化學成分(質量分數，%)

圖2　Ni含量對轉子各部位力學性能的影響

圖3　優化后的熱處理工藝曲線

表6　試制件的化學成分(質量分數，%)

2.3化學成分及熱處理工藝優化

從圖2得出，Ni含量在3.29%～3.61%時轉子各部位力學性能較均勻，且多數性能指標優于標準要求。為降低產品制造成本，建議Ni含量按3.30%～3.45%控制，其他元素按標準執行。優化后的化學成分見表5。

根據優化后的化學成分對原熱處理工藝進行了適當調整，最終熱處理工藝曲線見圖3。并利用在手未投料的低壓轉子進行成分內控試制，表6是試制件化學成分。

3　檢驗結果

通過對化學成分、熱處理工藝參數進行優化，最終低壓轉子各項性能指標均一次熱處理合格，力學性能檢驗結果見表7。

我公司按優化后的化學成分內控方案生產了五件低壓轉子，Ni含量均在3.30%～3.45%之間，熱處理后各項性能指標均合格。經初步成本估算，與以往生產的低壓轉子相比，每100 t的30Cr2Ni4MoV鋼錠就能節省約4.8萬元的Ni成本。

表7　優化后的力學性能檢驗結果

4　結論

通過對30Cr2Ni4MoV 低壓轉子化學成分和熱處理工藝參數優化，生產出的低壓轉子的各項性能指標均一次熱處理合格，完全滿足用戶要求。這證明常規低壓轉子在無特殊要求時可通過適當調整化學成分，采取在產品制造源頭和設計階段合理控制主要合金元素含量，可以實現降低原材料成本的目的。

[1]康大滔，葉國斌.大型鍛件材料及熱處理.北京:龍門書局,1998:427.

編輯杜敏

Optimization of Nickel Content of 30Cr2Ni4MoV Low Pressure Rotor

Chu Jinhui, Wang Shuai

By analyzing the influence of main alloy element nickel content of 30Cr2Ni4MoV low pressure rotor on the mechanical property of forgings, the reasonable chemical composition has been prepared. According to the optimized chemical composition and heat treatment process, every mechanical property of manufactured low pressure rotor are all qualified, so as to realize the purpose for reducing the cost of raw material.

low pressure rotor; nickel content; chemical composition; cost reduction

2016—01—18

褚錦輝(1981—)，本科，工程師，從事金屬材料及熱處理工作。電話：15846224951,E-mail：chujinhui1981@163.com

王帥(1978—)，本科，工程師，從事金屬材料及熱處理工作。電話：13993781174,E-mail：hdjccws@163.com

TG156

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