沈陽鼓風(fēng)機廠工藝科　　　譚朝鑫

　　近幾年來，隨著我國冶金、石油、化工等工業(yè)部門發(fā)展的需要，我廠新產(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。這樣就對透平鼓風(fēng)機和壓縮機(以下簡稱風(fēng)機)轉(zhuǎn)子鍛件的機械性能提出了愈來愈高的要求，σs≥80公斤／毫米2的10級強度等級要求的葉輪越來越多。因此如何選用較為合理而又經(jīng)濟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風(fēng)機葉輪鍛件水油淬火調(diào)質(zhì)工藝的一個小結(jié)。

　　一、風(fēng)機轉(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)機的心臟。它在高壓的機殼內(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)系著整個風(fēng)機的質(zhì)量、壽命和使用安全。因此對轉(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)子零件通過熱處理后沿斷面具有高的均勻的綜合機械性能。

　　2、轉(zhuǎn)子用鋼的回火脆性傾向要小，以便保證轉(zhuǎn)子零件通過熱處理后殘余應(yīng)力達到最小。

　　3、對轉(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)具有長期工作條件下機械性能的穩(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強度等級及機械性能標(biāo)準(zhǔn)，αｋ值應(yīng)降為４公斤.米/厘米

　　 按照上述條件，過去我廠按表1選用葉輪鍛件用鋼。我廠風(fēng)機葉輪鍛件用碳素鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼械械性能標(biāo)準(zhǔn)和強度等級見表2。

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

　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。首先在壓縮機葉輪(圖1)上發(fā)現(xiàn)。葉輪按圖2規(guī)范理處后機械性能不好(見表3)。由表3可見，在屈服強度達到80公斤／毫米。

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

　　其次在鼓風(fēng)機葉輪的生產(chǎn)上也發(fā)現(xiàn)沖擊韌性低劣的現(xiàn)象。鼓風(fēng)機蓋盤(圖3)熱理處后沖擊韌性同樣未達到技術(shù)要求(見表4)。

我們針對上述生產(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、鍛造和熱處理過程中過熱的影響；
　　2、樹枝狀偏析的影響；
　　3、鋼中氣體尤其是氫氣對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。
　　“研究任何過程，如果是存在著兩個以上矛盾的復(fù)雜過程的話，就要用全力找出它的主要矛盾�！蓖ㄟ^調(diào)查研究和試驗工作，我們認為：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)良的綜合機械性能的觀點出發(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)高溫回火后的機堿性能大致相同，而當(dāng)臺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，鍛件經(jīng)高溫回火后的屈服強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，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級強度等級以上的葉輪上去，為了進一步提高常用合金結(jié)構(gòu)鋼的機械性能，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“C”曲線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，防止開裂。

風(fēng)機葉片制造工藝申請?zhí)?專利號： 200910229902一種風(fēng)機葉片制造方法，涉及一種風(fēng)機葉片制造加工方法。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)分支氣囊間的加強筋制作工序，將制作加強筋的材料沿分支氣囊的縱向間隙填充，對應(yīng)反向搭放在相鄰兩分支氣囊上，對氣囊充氣，制作加強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筋。本發(fā)明改善了葉片的力學(xué)結(jié)構(gòu)，可在不更換強化材料的情況下，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，具有強度高、挺力和抗沖擊能力較強，功率大，使用壽命長，節(jié)能降耗等優(yōu)點。申請日：2009年10月30日公開日：2010年09月08日授權(quán)公告日：申請人/專利權(quán)人：德州貝諾風(fēng)力機械設(shè)備有限公司申請人地址：山東省德州市經(jīng)濟開發(fā)區(qū)恒輝大道3228號發(fā)明設(shè)計人：李金鵬專利代理機構(gòu)：德州市天科專利事務(wù)所代理人：房成星專利類型：發(fā)明專利分類號：B29C70/44;B29C70/54;B29L31/08

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