26NiCrMoV14-5低压转子锻件制造工艺和质量控制

何强业/中国第一重型机械股份公司铸锻钢事业部

26NiCrMoV14-5低压转子锻件制造工艺和质量控制

何强业/中国第一重型机械股份公司铸锻钢事业部

本文介绍了26NiCrMoV14-5低压转子锻件的特点。通过26NiCrMoV14-5材质特点的分析，根据转子锻件的性能要求，制定了制造工艺。

26NiCrMoV14-5；低压转子；制造工艺；质量控制

低压转子要求具有高强度、高断裂韧性、高塑韧性以及低脆性转变温度等综合性能。由于钢锭越大则偏析越严重且内部缺陷越多，此类材料锻件的生产需要先进的工艺和严格的控制手段。分析并改进这类锻件的工艺，尤其热工艺，对转子质量的提升有着重大的意义。

一、化学成分

制定26NiCrMoV14-5转子锻件的制造工艺应基于其化学成分（见表1）。

表1 化学成分（质量分数，%）

二、材料成分特性分析

Ni可以提高工件韧性、塑性和低温冲击性能。Cr与Ni相互作用，可以提高淬透性，同时还可以产生强化作用。Mo能够降低因Cr和Ni导致的回火脆性。因杂质元素对回火脆性的加强，需要将其尽可能去除。V使晶粒细化，并使回火抗力提高。Mn能够增加淬透性，却减弱了高温持久强度，并导致P之类的有害元素的偏析，使晶界内聚力减弱，导致回火脆性的增加。

三、炼钢和铸锭工艺

为确保成分要求，采用碱性炉初炼，钢包精炼炉真空精炼，并辅以真空脱氧；必要时刻采用电渣重熔工艺，并留出足够的水口和冒口。

采取提高钢锭凝固的措施，可减少疏松：优化钢锭模结构以改善钢锭凝固情况；增加海绵铁配量，以减少铁屑等原材料带入的有害残余元素及气体；避免钢水浇注过热度太高，并对中间包温度进行精确控制，减少温度波动对钢锭质量的影响。

四、锻造工艺

随着钢锭尺寸的增加，其中的偏析、气体、夹杂、缩孔、疏松等缺陷更加明显。因此需要经过自由锻造工艺，一方面要经济地达到图纸要求的形状；另一方面是获得具有优良内部质量的锻件。大型锻件的锻造尤其侧重后者。为将钢锭的心压实，锻造工序中应当着力锻合心部疏松和弥散夹杂。根据钢锭的重量不同以及设备情况，可采用6000T～15000T压力机，使锻件充分变形，充分均匀细化晶粒组织。

五、热处理工艺

1.锻后热处理。锻件需从奥氏体尽快并充分地转变至铁素体和渗碳体混合物，如此则利于相变重结晶时的晶粒细化调整，以及氢的脱溶扩散。锻后热处理工艺需要考虑过冷奥氏体的稳定性等因素，以此确定并控制冷却速度等相关工艺参数。

即使真空浇注也仍然不能避免微量的氢残留，而这会危及大锻件的韧性，尤其是在淬火过程。去氢退火关键在于锻后应尽快使奥氏体转变为铁素体，将氢脱溶析出，从而以在铁素体稳定存在的最高温度下实施长时间保温。氢一部分从锻中扩散逸出；其余从含量高处扩散至含量低处，从而降低了锻件中氢的偏析。氢分子产生的压力可以通过此时较好的塑性，经变形而松弛，避免产生白点。

重结晶的过程细化了晶粒、改善了组织并提高了性能，重结晶之后的组织性能符合热处理的条件，并且超声波探伤缺陷得到降低。

2.性能热处理。奥氏体化温度的提高，有利于改善淬透性，但在1000℃附近奥氏体化时会增加蠕变断裂韧性；低于930℃进行奥氏体化则碳化物不充分溶解。适当提高淬火冷却速度能够增强断裂韧性，但这种方法对于工件的心部影响较小，而且转子的韧性会在其工作过程中逐渐下降。

按照获得σb和σ0.2的规定值的基础上提高韧性为目标来确定回火温度。温度控制应利于碳化矾沉淀。但在720℃以上时，碳化矾沉淀速度太快，易粗化，而局部偏析会导致局部产生重新奥氏体化。回火工艺的编制应结合成分特点避免回火脆性。

六、工艺执行结果

通过对两支同型号的转子在执行上述制造工艺，取得良好的效果的性能检测结果数据（见表2）。

表2 性能检测结果数据

七、结束语

26NiCrMoV14-5低压转子锻件每项工艺都影响工件的性能结果，任何偏差或疏忽都可能导致工件最终质量不合格。执行工艺的各个过程都应严格控制各项参数，避免产生偏差或缺陷，使转子获得优良的质量。

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