一种30Cr2Ni4MoV钢低压转子的预备热处理方法技术

本发明专利技术涉及一种30Cr2Ni4MoV钢低压转子的预备热处理方法，属于大直径发电机转子的热处理技术领域。本发明专利技术解决的技术问题是提供一种30Cr2Ni4MoV钢低压转子的预备热处理方法。该方法先将转子升温至奥氏体化温度，保温后，降温进入起伏保温阶段，最后降温至250℃下出炉；其中，所述起伏保温阶段为至少重复两次a步骤，所述a步骤为先在T1温度下保温，然后在T2温度下保温；所述T1为珠光体转变温度，T2比T1低20～50℃。本发明专利技术方法，可以有效解决大直径30Cr2Ni4MoV钢低压转子正火次数多，操作复杂等问题，减小正火过程中的应力开裂风险，具有操作简单、质量稳定、成本降低、应力风险小、工艺周期短等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种30Cr2Ni4MoV钢低压转子的预备热处理方法
本专利技术涉及一种30Cr2Ni4MoV钢低压转子的预备热处理方法，属于大直径发电机转子的热处理

技术介绍
大直径发电机转子是发电设备的关键零件，高质量转子锻件的成型制造包括冶炼、铸锭、锻造和热处理等生产环节，其中，热处理工艺的选择是决定转子内在质量和最终性能的关键，直接影响运行可靠性。30Cr2Ni4MoV钢汽轮机低压转子是发电行业中的重大关键设备，在运行过程中承受着巨大的离心力和热应力，由于其尺寸大，对转子整体的组织和晶粒的均匀性都提出极高的要求，并且为保证探伤要求，晶粒尺寸也有严格要求。为满足上述要求，目前采用的热处理工艺模式为正回火+调制处理，其中大直径转子则需要采用2-3次及以上的高温正火加回火的工艺，现有的转子预备热处理工艺流程见图1。以直径为1950mm的低压转子为例，一次高温正火所需的时间为300h以上，而回火所需的时间为100h以上。可见，目前工艺所采用的多次高温正火加回火的工艺，其预备热工艺模式周期长、成本高，操作复杂，并且正火过程中存在应力开裂风险。能否在保证转子质量的前提下简化工艺，减少正火次数，缩短锻后热处理周期一直是人们所关注的问题。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是提供一种30Cr2Ni4MoV钢低压转子的预备热处理方法，解决大直径30Cr2Ni4MoV钢低压转子正火次数多，操作复杂的问题。本专利技术30Cr2Ni4MoV钢低压转子的预备热处理方法，先将30Cr2Ni4MoV钢低压转子升温至奥氏体化温度，保温n小时后，降温进入起伏保温阶段，最后降温至250℃下出炉；其中，所述起伏保温阶段为至少重复两次a步骤，所述a步骤为先在T1温度下保温m1小时，然后在T2温度下保温m2小时；所述T1为珠光体转变温度，T2比T1低20～50℃；优选的，将转子通过保温平台升温至奥氏体化温度，所述保温平台升温为先于200～240℃保温n1小时后，升温至600～620℃保温n2小时；然后升温至奥氏体化温度；优选的，以≤10℃/h的速率升温至600～620℃，以≤30℃/h的速率升温至奥氏体化温度。作为优选方案，奥氏体化温度为870～930℃。优选的，起伏保温阶段为重复两次a步骤。优选的，所述T1为650±10℃；所述T2为620±10℃。进一步优选的，起伏保温阶段中，从T1到T2的降温速率或者从T2到T1的升温速率均≤5℃/h。优选的，采用两段降温方式降温至250℃下出炉，所述两段降温方式为先以≤25℃/h的冷速冷却至400℃，然后再以≤15℃/h的冷速冷却至250℃。进一步优选的，所述转子的化学成分为C≤0.35％，Si:0.15～0.37％，Mn：0.20～0.40％，P≤0.02％，S≤0.02％，Cr：1.50～2.00％，Ni：3.25～3.75％，Mo：0.30～0.60％，V：0.07～0.15％，且转子锻造时最后一火的初锻温度≤1200℃。优选的，锻造结束后，先将转子降温至600～650℃保温5～10h，再以80～100℃/h的速率降温至520±20℃保温n0小时，然后以≤10℃/h的速率降温至200～240℃保温；所述与现有的多次正火加回火工艺相比，本专利技术具有如下有益效果：通过上述预备热处理工艺方式，仅需进行一次奥氏体化，可以有效解决大直径30Cr2Ni4MoV钢低压转子正火次数多，操作复杂等问题，减小正火过程中的应力开裂风险。对于大直径低压转子可以优先缩短热处理时间。并且操作简单，可有效控制晶粒尺寸和均匀化晶粒，调质后的晶粒尺寸可以稳定达到7.0级以上。可见，本专利技术的预备热处理工艺，具有操作简单、质量稳定、成本降低、应力风险小、工艺周期短等优点。附图说明图1为现有的转子预备热处理工艺示意图。图2为本专利技术实施例1的转子预备热处理工艺示意图。图中，N1为第一次高温正火，N2为第二次高温正火，N3为第三次高温正火，H1为回火。具体实施方式本专利技术30Cr2Ni4MoV钢低压转子的预备热处理方法，先将转子升温至奥氏体化温度，保温n小时后，降温进入起伏保温阶段，最后降温至250℃下出炉；其中，所述起伏保温阶段为至少重复两次a步骤，所述a步骤为先在T1温度下保温m1小时，然后在T2温度下保温m2小时；所述T1为珠光体转变温度，T2比T1低20～50℃；本专利技术的预备热处理方法，为一次奥氏体化，并在奥氏体化后添加起伏保温模式，通过多层次的组织遗传消除方式，使得预备热处理后获得尺寸均匀的晶粒和特征组织，为转子的调制做好准备，使得调质后获得组织均匀、晶粒度达到均匀的7.0级以上。本专利技术公式中的“半径mm”是指转子的半径，单位为mm。以直径的30Cr2Ni4MoV钢低压转子为例，该转子的半径为975mm，由此计算得到的n≥51.875h；m1≥75.1h；m2≥75.1h。为了缩短热处理时间，优选的，优选的，将转子通过保温平台升温至奥氏体化温度，所述保温平台升温为先于200～240℃保温n1小时后，升温至600～620℃保温n2小时；然后升温至奥氏体化温度；在奥氏体化之前添加两个保温平台。第一个保温平台为在200～240℃保温，该操作主要是为了完成一次固态相变，而第二个保温平台为在600～620℃保温，不仅可以减少加热过程的热应力，还能平衡内应力与奥氏体自发再结晶动力。专利技术人通过研究发现，第二个保温平台的温度600～620℃为宜，这样可以在固态相变热力学和动力学之间很好的平衡。为了缩短热处理时间，优选的，优选的，转子从第一个保温平台升温到第二个保温平台的升温速率≤10℃/h，即以≤10℃/h的速率升温至600～620℃。如果升温速率过快，将会造成热应力大，形成开裂风险从第二个保温平台升温至奥氏体化温度的升温速率≤30℃/h，即以≤30℃/h的速率升温至奥氏体化温度。如果升温速率过快，将会造成热应力大，造成变形，裂纹等缺陷。通过保温平台升温达到奥氏体化温度，完成奥氏体的转化。奥氏体化温度为将转子完全转变为奥氏体的温度，受钢化学成分的影响。优选的，本申请所述奥氏体化温度为870～930℃。本专利技术的预备热处理方法，通过在珠光体转变温度附近的起伏保温，增加了珠光体转变的热力学条件，可以有效缩短珠光体转变时间。为了最大程度的缩短热处理时间，优选的，起伏保温阶段为重复两次a步骤。起伏保温的温度应该在珠光体转变温度附近，优选的，所述T1为650±10℃；所述T2为620±10℃。作为优选方案，起伏保温阶段中，从T1到T2的降温速率或者从T2到T1的升温速率均≤5℃/h。。如果升温速率过快，将会造成转子本体的温度很难平衡，增加保温时间。起伏保温阶段后，需要将转子冷却出炉。优选的，采用两段降温方式降温至250℃下出炉，所述两段降温方式为先以≤25℃/h的冷速冷却至400℃，然后再以≤15℃/h的冷速冷却至250℃。采用该降温方式，可以很好的控制应力。本专利技术的转子为30Cr2Ni4MoV钢，优选的，所述转子的化学成分为C≤0.35％，Si:0.15～0.37％，Mn：0.20～0.40％，P≤0.02％，S≤0.02％，Cr：1.50～2.00％，Ni：3.25～3.75％，Mo：0.30～0.60％，V：0.07～0.15％。所述转子采用锻造成型本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种30Cr2Ni4MoV钢低压转子的预备热处理方法，其特征在于：先将30Cr2Ni4MoV钢低压转子升温至奥氏体化温度，保温n小时后，降温进入起伏保温阶段，最后降温至250℃下出炉；其中，所述起伏保温阶段为至少重复两次a步骤，所述a步骤为先在T1温度下保温m1小时，然后在T2温度下保温m2小时；所述T1为珠光体转变温度，T2比T1低20～50℃；

【技术特征摘要】
1.一种30Cr2Ni4MoV钢低压转子的预备热处理方法，其特征在于：先将30Cr2Ni4MoV钢低压转子升温至奥氏体化温度，保温n小时后，降温进入起伏保温阶段，最后降温至250℃下出炉；其中，所述起伏保温阶段为至少重复两次a步骤，所述a步骤为先在T1温度下保温m1小时，然后在T2温度下保温m2小时；所述T1为珠光体转变温度，T2比T1低20～50℃；2.根据权利要求1所述的30Cr2Ni4MoV钢低压转子的预备热处理方法，其特征在于：将转子通过保温平台升温至奥氏体化温度，所述保温平台升温为先于200～240℃保温n1小时后，升温至600～620℃保温n2小时；然后升温至奥氏体化温度；3.根据权利要求2所述的30Cr2Ni4MoV钢低压转子的预备热处理方法，其特征在于：以≤10℃/h的速率升温至600～620℃，以≤30℃/h的速率升温至奥氏体化温度。4.根据权利要求1所述的30Cr2Ni4MoV钢低压转子的预备热处理方法，其特征在于：奥氏体化温度为870～930℃。5.根据权利要求1所述的30Cr2Ni4MoV钢低压转子的预备热处理方法，其特征在于：起伏保温阶段为重复两次a步骤。6.根据权利要求1所述的30Cr2Ni4MoV钢低压转子的预备热处理方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：李其，阳鹤，沈国劬，蒋新亮，
申请(专利权)人：二重德阳重型装备有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51