高扭矩密度海上风电锻钢件的锻造方法技术

本发明专利技术提供了高扭矩密度海上风电锻钢件的锻造方法，其提高了大型风电锻钢件的强度与韧性，使得材料满足使用要求。其包括如下步骤：a将标准钢号所对应的钢锭锻造开坯后采用延长加热保温时间，对锻坯进行高温扩散退火，减少钢锭存在的成分偏析现象，提高材料的韧与塑性；b锻造处理，其采用FM法锻造技术压实锻合缺陷、增加锻造加热时间进行均质化处理，锻件进行两次以上镦粗与拔长；控制最后一火温度与变形量，防止锻件晶粒粗化；c锻后热处理，采用先正火后回火的方式；d性能热处理，中碳合金钢锻件为防止淬火内孔开裂，采用预冷淬火方法，淬火完成后采用双液间歇淬火冷却方式淬火处理，之后回火保温。之后回火保温。之后回火保温。

【技术实现步骤摘要】
高扭矩密度海上风电锻钢件的锻造方法


[0001]本专利技术涉及锻件加工的
，具体为高扭矩密度海上风电锻钢件的锻造方法。

技术介绍

[0002]由于我国海上风电装备大型化的发展，高扭矩密度大型锻钢件成为海上风电装备的核心部件，对大型风电机组整机的使用寿命、电网安全运行具有重要战略意义。随着我国海上风电装备的大型化发展，海上风电锻件具有：截面尺寸大、重量重、结构复杂、技术要求高、生产制造难度大的特点，使用传统的工艺方法无法完成锻件的技术与质量要求，已成为制约风电产业发展的重要因素，开发生产大型风电关键锻钢件已成为当务之急。
[0003]现有的标准钢号的风电高强度锻钢件42CrMo4、34CrNiMo6和30CrNiMo8，其标号所对应的GB34524标准抗拉强度和屈服强度都相对于海上风电要求存在差距，具体见表1：
[0004][0005]表1
[0006]故急需研发一款在现有标准钢号产品的基础上经过锻造使得锻钢件满足海上风电使用要求。

技术实现思路

[0007]针对上述问题，本专利技术提供了高扭矩密度海上风电锻钢件的锻造方法，其提高了大型风电锻钢件的强度与韧性，使得材料满足海上风电使用要求。
[0008]高扭矩密度海上风电锻钢件的锻造方法，其特征在于，其包括如下步骤：
[0009]a将标准钢号所对应的钢锭锻造开坯后采用延长加热保温时间，对锻坯进行高温扩散退火，减少钢锭存在的成分偏析现象，提高材料的韧与塑性；
[0010]b锻造处理，其采用FM法锻造技术压实锻合缺陷、增加锻造加热时间进行均质化处理，锻件进行两次以上镦粗与拔长；控制最后一火温度与变形量，防止锻件晶粒粗化；
[0011]c锻后热处理，采用先正火后回火的方式；
[0012]d性能热处理，中碳合金钢锻件为防止淬火内孔开裂，采用预冷淬火方法，淬火完成后采用双液间歇淬火冷却方式淬火处理，之后回火保温，通过调整回火温度使锻件获得高强度与高韧性效果。
[0013]其进一步特征在于：
[0014]标准钢号包括牌号为42CrMo4、34CrNiMo6和30CrNiMo8之类的高强度锻钢件材料；
[0015]步骤a钢锭开坯后采用延长一倍的加热保温时间；
[0016]步骤b中采用6300T压机设备、通过FM锻造方法、采用两次以上反复镦拔锻造工艺，打碎铸态偏析枝晶组织，锻比≥3.5；
[0017]步骤b中始锻温度≤1230℃，终锻温度750～800℃，严格控制最后一火的终锻温度和变形量，留有足够变形量为1.5％，防止锻件产生晶粒粗化；
[0018]步骤c中，正火具体为870℃*16小时空冷或风冷；回火具体为660℃*40小时，炉冷至350℃出炉空冷；
[0019]步骤c中，厚度≥350mm实心锻件必须进行6
‑
8小时/100mm的脱氢处理；
[0020]步骤d中预冷淬火工艺如下，淬火加热温度为830℃～870℃、时间为6小时
‑‑
炉内预冷800℃*5小时出炉
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空冷5分钟后进行后续淬火；
[0021]步骤d的淬火工艺下，提前启动≤32℃的淬火水槽和≤42℃的淬火液槽循环降温系统，开启大功率搅拌器对锻件进行强烈淬火，使材料获得较多的优质淬火马氏体亚结构组织；
[0022]步骤d的双液间歇淬火时，具体为水和10％PAG淬火液组成的两组液体冷却，具体实施时将锻件经过水和空气冷却达到设定时间后，再将锻件置于10％PAG淬火液内进行设定时间冷去、然后空冷；
[0023]所述步骤d的回火的温度为520～550℃、保温16小时后进行空冷。
[0024]采用本专利技术后，标准牌号的钢坯经过保温、锻造处理、锻后热处理、性能热处理后其强度和韧度得到明显提高，其提高了大型风电锻钢件的强度与韧性，使得材料满足海上风电使用要求。
[0025]具体对应牌号的锻造性能热处理后的力学性能参数见表2
[0026][0027]表2
附图说明
[0028]图1为本专利技术的锻后热处理工艺曲线图；
[0029]图2为本专利技术的性能热处理工艺曲线图；
[0030]图3为保持马氏体位相的回火索氏体
×
500的金相组织；
[0031]图4为平均晶粒度6.5级
×
100的金相。
具体实施方式
[0032]高扭矩密度海上风电锻钢件的锻造方法，见图1和图2，其包括如下步骤：
[0033]a保温，将标准钢号所对应的钢锭锻造开坯后采用延长一倍加热保温时间，对锻坯进行高温扩散退火，减少钢锭存在的成分偏析现象，提高材料的韧与塑性，标准钢的牌号包括但不限于为42CrMo4、34CrNiMo6或30CrNiMo8，其化学成分满足表3：
[0034][0035]表3化学成份要求(Wt％)
[0036]b锻造处理，其采用FM法锻造技术压实锻合缺陷、增加锻造加热时间进行均质化处理，锻件进行两次以上镦粗与拔长；控制最后一火温度与变形量，防止锻件晶粒粗化，具体实施时，采用6300T压机设备、通过FM锻造方法、采用两次以上反复镦拔锻造工艺，打碎铸态偏析枝晶组织，锻比≥3.5；两次以上锻造中的始锻温度≤1230℃，终锻温度750～800℃，严格控制最后一火的终锻温度和变形量，留有足够变形量为1.5％，防止锻件产生晶粒粗化；
[0037]c锻后热处理，采用先正火后回火的方式，正火具体为860℃～880℃的环境中均温或保温共16小时，之后空冷或风冷；回火具体为650℃～670℃的环境中均温或保温共40小时，炉冷至350℃出炉空冷；当厚度为≥350mm实心锻件时必须进行6
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8小时/100mm的脱氢处理；
[0038]d性能热处理，中碳合金钢锻件为防止淬火内孔开裂，采用预冷淬火方法，淬火完成后采用双液间歇淬火冷却方式淬火处理，之后回火保温，通过调整回火温度使锻件获得高强度与高韧性效果。
[0039]步骤d中预冷淬火工艺如下，淬火加热温度为830℃～870℃、时间为6小时
‑‑
炉内预冷800℃*5小时出炉
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空冷5分钟后进行后续淬火；
[0040]步骤d的淬火工艺下，提前启动≤32℃的淬火水槽和≤42℃的淬火液槽循环降温系统，开启大功率搅拌器对锻件进行强烈淬火，使材料获得较多的优质淬火马氏体亚结构组织；
[0041]步骤d的双液间歇淬火时，具体为水和10％PAG淬火液组成的两组液体冷却，具体实施时将锻件经过水和空气冷却达到设定时间后，再将锻件置于10％PAG淬火液内进行设定时间冷去、然后空冷；当锻件为400mm厚的42CrMo4锻件，采用水+空+水...间歇淬水冷却
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5分钟后，转入10％PAG淬火液中继续冷却30分钟后空冷，确保锻件获得优良的淬火马氏体组织；
[0042]步骤d的回火的温度为520～550℃、保温16小本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.高扭矩密度海上风电锻钢件的锻造方法，其特征在于，其包括如下步骤：a将标准钢号所对应的钢锭锻造开坯后采用延长加热保温时间，对锻坯进行高温扩散退火，减少钢锭存在的成分偏析现象，提高材料的韧与塑性；b锻造处理，其采用FM法锻造技术压实锻合缺陷、增加锻造加热时间进行均质化处理，锻件进行两次以上镦粗与拔长；控制最后一火温度与变形量，防止锻件晶粒粗化；c锻后热处理，采用先正火后回火的方式；d性能热处理，中碳合金钢锻件为防止淬火内孔开裂，采用预冷淬火方法，淬火完成后采用双液间歇淬火冷却方式淬火处理，之后回火保温，通过调整回火温度使锻件获得高强度与高韧性效果。2.如权利要求1所述的高扭矩密度海上风电锻钢件的锻造方法，其特征在于：标准钢号包括牌号为42CrMo4、34CrNiMo6和30CrNiMo8之类的高强度锻钢件材料。3.如权利要求1所述的高扭矩密度海上风电锻钢件的锻造方法，其特征在于：步骤a钢锭开坯后采用延长一倍的加热保温时间。4.如权利要求1所述的高扭矩密度海上风电锻钢件的锻造方法，其特征在于：步骤b中采用6300T压机设备、通过FM锻造方法、采用两次以上反复镦拔锻造工艺，打碎铸态偏析枝晶组织，锻比≥3.5。5.如权利要求4所述的高扭矩密度海上风电锻钢件的锻造方法，其特征在于：步骤b中始锻温度≤1230℃，终锻温度750～800℃，严格控制最后一火的终锻...

【专利技术属性】
技术研发人员：张瑞庆，张盛，王菲，黄雷刚，马晗珺，
申请(专利权)人：无锡宏达重工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：