３００ＭＷ汽轮发电机弹性定位筋的稳定性热处理工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种３００ＭＷ汽轮发电机弹性定位筋的稳定性热处理工艺，采用国内首次试制的１９ＣｒＭｎＮｉ材料制造的弹性定位筋材料加工中产生严重变形，通过对其材料全面研究，提出了热应力和介稳组织的转变是定位筋加工变形的主要原因的观点，因此稳定组织、消除应力成为此项技术关键。该钢热处理后会产生两种组织，针对不同的组织采用不同的热处理工艺方法，可以达到定位筋的力学性能及控制变形的要求。本发明专利技术摸索出了１９ＣｒＭｎＮｉ消除应力、稳定组织的特殊热处理工艺，同时解决了回火脆难题；通过对细长件热处理变形问题的分析，确定出合理的装炉形式及摆放位置，解决了定位筋消除应力热处理过程中的变形问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种300丽汽轮发电机弹性定位筋的稳定性热处理工艺。
技术介绍
300丽汽轮发电机定子铁心隔振结构的最初设计为装配式结构，即弹簧板和定 位筋使用不同材料，采用高强度合金钢(T-l钢板)加工的4块弹簧板和优质碳素结构钢 (Q235)加工的l根定位筋，用销套和螺栓装配成l个单元部件，然后在机座加工中心装配到 机座上，与机座连接使用定位销螺钉。由于生产工艺复杂，加工周期长，装配精度要求高，占 用机座加工中心时间长，不适合300丽汽轮发电机批量生产的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种不占用机座加工中心，大大简化了制造工艺，縮短了生 产周期的300丽汽轮发电机弹性定位筋的稳定性热处理工艺。本专利技术的技术方案为一 种300丽汽轮发电机弹性定位筋的稳定性热处理工艺，其特征是定位筋稳定热处理的工 艺方法是a)根据定位筋的组织和性能指标分析认为性能指标低的主要原因是热轧空冷 时，坯料截面尺寸大，冷却速度不足，组织中贝氏体、马氏体含量过少所致，为了提高力学性 能，对定位筋坯料进行了性能热处理；定位筋必需进行淬回火热处理；b)采用88(TC保温三 小时油冷淬火，如果组织为粒状贝氏体，则采用55(TC保温3-5小时炉冷热处理，如果组织 为马氏体，则采用64(TC保温3-5小时空冷+3501:保温3_5小时炉冷热处理；c)热处理回 火时的装炉方式为采用六支热电偶进行测温，定位筋全部摆放在炉子中央，两侧距炉墙米 以上，远离烧嘴，避免火焰接触工件，定位筋摆放在100mm厚钢板上，钢板用800mm高的垫铁 垫起，加高的钢板平面使炉气循环更畅通，定位筋摆放层数不超过2层。本专利技术提出了热应 力和介稳组织的转变是定位筋加工变形的主要原因的观点，因此稳定组织、消除应力成为 此项技术关键。该钢最佳组织为贝氏体+铁素体，但该组织不稳定。解决组织稳定性问题 将影响强度指标，如果顾及强度，得到马氏体组织，消除应力退火时该钢又有二次回火脆性 问题。另外定位筋毛坯料属细长杆类，热处理加热时应在井式炉中垂直悬挂，受设备条件所 限只能平放在燃气炉中，因此退火过程中变形量的控制又是一难点。 本专利技术国内首次研制的19CrMnNi钢的原始金相组织及力学性能的分析，认为采 用现有的热处理工艺达不到定位筋的力学性能要求以及对定位筋加工变形的要求，因此 必须专利技术一种新的热处理工艺方法，通过控制淬火、回火加热温度、冷却方式及消除应力方 法，保证用19CrMnNi材料制造的定位筋达到设计要求的力学性能标准，并且在加工过程中 不会因为过大的应力造成变形。 该钢淬火如组织为粒状贝氏体+铁素体，则该组织不稳定，贝氏体中含有残余奥 氏体，在机械加工时易分解为马氏体，产生组织应力，因而引起定位筋变形。采用55(TC保温 3小时之后在炉内缓冷，可以使奥氏体分解，提高韧性，各项指标满足力学性能要求，同时也 使残余应力降至较低，满足定位筋加工变形要求。该钢淬火如得到马氏体组织，则有二次回火脆性，如果回火温度选择不当，会造成定位筋冲击韧性降低。采用64(TC保温3三小时空冷回火，可以防止回火脆性发生，满足力学性能要求，但后期加工变形较大，回火后再附加一次35(TC保温3三小时消除应力退火，可不降低力学性能的同时控制变形量。 定位筋毛坯料属细长杆类，热处理加热不当则很容易引起变形，为使定位筋受热均匀，采取以下措施定位筋全部摆放在炉子中央，两侧距炉墙2米以上，远离烧嘴，完全避免了火焰接触工件。定位筋摆放在100mm厚钢板上，钢板用800mm高的垫铁垫起，加高的钢板平面使炉气循环更畅通，同时起到均热板的作用，为了防止变形，有利于均温，工件摆放层数应尽量少。 原定位筋采用的热处理工艺，力学性能达不到产品设计要求，并保证不了定位筋 加工后的尺寸。本专利技术采用了新的消除残余应力、稳定组织的热处理工艺方法，在保证力学 性能满足设计要求的基础上，将应力降到了最低，解决了由于消除残余应力而使材料发生 脆化的难题，为后序加工提供了良好的基础。 本专利技术将定子铁心隔振结构改为目前的焊接式弹性定位筋，弹簧板和定位筋为一 体，不需装配，与机座连接为传统的焊接方式，在铁心装压工位完成，不占用机座加工中心， 大大简化了制造工艺，縮短了生产周期。300丽定位筋主要起固定定子铁心，隔绝机座因铁 心磁力引起的振动，同时还要考虑在瞬间短路时产生巨大的扭矩作用而对定位筋带来的冲 击力。定位筋的坯料为85mmX95mm扁钢，长6m，需加工出鸽尾、弹性槽、端部螺纹。定位筋 是以焊接的方式固定在机座上，因此，要求定位筋材料必须具有良好的弹性极限和冲击韧 性外，还要保证定位筋材料具有良好的焊接性能和机加性能，以保证冷焊无裂纹及机加工 后的尺寸稳定性。附图说明 图1为定位筋及热电偶摆放示意图 图2为钢板及垫铁摆放示意图具体实施例方式—种300丽汽轮发电机弹性定位筋的稳定性热处理工艺，定位筋2稳定热处理的 工艺方法是a)根据定位筋2的组织和性能指标分析认为性能指标低的主要原因是热轧 空冷时，坯料截面尺寸大，冷却速度不足，组织中贝氏体、马氏体含量过少所致，为了提高 力学性能，对定位筋2坯料进行了性能热处理；定位筋2必需进行淬回火热处理；b)采用88(TC保温三小时油冷淬火，如果组织为粒状贝氏体，则采用55(TC保温3-5小时炉冷热处 理，如果组织为马氏体，则采用64(TC保温3-5小时空冷+3501:保温3_5小时炉冷热处理； c)热处理回火时的装炉方式为按照如图l所示，定位筋及热电偶摆放示意图这种形式， 采用六支热电偶1进行测温，定位筋2全部摆放在炉子中央，两侧距炉墙2米以上，远离烧 嘴，避免火焰接触工件。按照如图2所示，钢板及垫铁摆放示意图这种形式，定位筋2摆放 在100mm厚钢板3上，钢板3用800mm高的垫铁4垫起，加高的钢板3平面使炉气循环更畅 通，同时起到均热板的作用，为了防止变形，有利于均温，定位筋2摆放层数应尽量少，采用 本专利技术对定位筋2坯料进行处理，能够提高强度，改善韧塑性，满足设计要求。权利要求一种300MW汽轮发电机弹性定位筋的稳定性热处理工艺，其特征是定位筋2稳定热处理的工艺方法是a)根据定位筋(2)的组织和性能指标分析认为性能指标低的主要原因是热轧空冷时，坯料截面尺寸大，冷却速度不足，组织中贝氏体、马氏体含量过少所致，为了提高力学性能，对定位筋(2)坯料进行了性能热处理；定位筋(2)必需进行淬回火热处理；b)采用880℃保温三小时油冷淬火，如果组织为粒状贝氏体，则采用550℃保温3-5小时炉冷热处理，如果组织为马氏体，则采用640℃保温3-5小时空冷+350℃保温3-5小时炉冷热处理；c)热处理回火时的装炉方式为采用六支热电偶(1)进行测温，定位筋(2)全部摆放在炉子中央，两侧距炉墙(2)米以上，远离烧嘴，避免火焰接触工件，定位筋(2)摆放在100mm厚钢板(3)上，钢板(3)用800mm高的垫铁(4)垫起，加高的钢板(3)平面使炉气循环更畅通，定位筋(2)摆放层数不超过2层。全文摘要本专利技术公开了一种300MW汽轮发电机弹性定位筋的稳定性热处理工艺，采用国内首次试制的19CrMnNi材料制造的弹性定位筋材料加工中产生严重变形，通过对其材料全面研究，提出了热应力和介稳组织的转变是定位筋本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种３００ＭＷ汽轮发电机弹性定位筋的稳定性热处理工艺，其特征是：定位筋２稳定热处理的工艺方法是：ａ）根据定位筋（２）的组织和性能指标分析认为：性能指标低的主要原因是热轧空冷时，坯料截面尺寸大，冷却速度不足，组织中贝氏体、马氏体含量过少所致，为了提高力学性能，对定位筋（２）坯料进行了性能热处理；定位筋（２）必需进行淬回火热处理；ｂ）采用８８０℃保温三小时油冷淬火，如果组织为粒状贝氏体，则采用５５０℃保温３－５小时炉冷热处理，如果组织为马氏体，则采用６４０℃保温３－５小时空冷＋３５０℃保温３－５小时炉冷热处理；ｃ）热处理回火时的装炉方式为：采用六支热电偶（１）进行测温，定位筋（２）全部摆放在炉子中央，两侧距炉墙（２）米以上，远离烧嘴，避免火焰接触工件，定位筋（２）摆放在１００ｍｍ厚钢板（３）上，钢板（３）用８００ｍｍ高的垫铁（４）垫起，加高的钢板（３）平面使炉气循环更畅通，定位筋（２）摆放层数不超过２层。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：过洁，张立娟，
申请(专利权)人：哈尔滨电机厂有限责任公司，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]