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车间降温风机风机叶轮锻件水油淬火调质工艺小结风机叶片制造工艺
沈阳鼓风机厂工艺科 谭朝鑫
近几年来，随着我国冶金、石油、化工等工业部门发展的需要，我厂新产品日益增多，产品向着高转速、高压力、高效率、体积小、重量轻和质量好的方向发展。这样就对透平鼓风机和压缩机(以下简称风机)转子锻件的机械性能提出了愈来愈高的要求，σs≥80公斤／毫米2的10级强度等级要求的叶轮越来越多。因此如何选用较为合理而又经济的合金钢材和采用正确的热处理工艺乃是十分重要的。本文所介绍的就是我厂风机叶轮锻件水油淬火调质工艺的一个小结。
一、风机转子用钢的基本条件和叶轮锻件用钢的选用
转子是风机的心脏。它在高压的机壳内高速旋转承受着复杂的应力，它的质量好坏直接关系着整个风机的质量、寿命和使用安全。因此对转子用钢提出了比较严格的条件；
l、转子用钢的淬透性要好，以便保证转子零件通过热处理后沿断面具有高的均匀的综合机械性能。
2、转子用钢的回火脆性倾向要小，以便保证转子零件通过热处理后残余应力达到最小。
3、对转子用钢的冶金缺陷提出了严格的要求。
4、转子用钢应具有长期工作条件下机械性能的稳定性，某些转子用钢按其工作条件还应具备250℃以下的热稳定性和较好的低温性能。
表中“※”按表２强度等级及机械性能标准，αｋ值应降为４公斤.米/厘米 按照上述条件，过去我厂按表1选用叶轮锻件用钢。我厂风机叶轮锻件用碳素钢和合金结构钢械械性能标准和强度等级见表2。
二、影响叶轮锻件冲击韧性的有关因素
35CrM。V钢在生产中先后在不同产品上发现冲击韧性低劣的现象。这种现象直接影响到该钢在叶轮生产上的应用。首先在压缩机叶轮(图1)上发现。叶轮按图2规范理处后机械性能不好(见表3)。由表3可见，在屈服强度达到80公斤／毫米。
以上时，冲击韧性普遍在2.5~4.0公斤·米／厘米。之间，均未达到技术要求。
其次在鼓风机叶轮的生产上也发现冲击韧性低劣的现象。鼓风机盖盘(图3)热理处后冲击韧性同样未达到技术要求(见表4)。
我们针对上述生产上出现的冲击韧性低劣的现象，分析了影响叶轮锻件冲击韧性低劣的有关因素。这些因素是： 1、锻造和热处理过程中过热的影响；
2、树枝状偏析的影响；
3、钢中气体尤其是氢气对钢的冲击韧性的影响；
4、钢中非金属夹杂物的影响；
5、淬火冷却规范的影响。
“研究任何过程，如果是存在着两个以上矛盾的复杂过程的话，就要用全力找出它的主要矛盾。”通过调查研究和试验工作，我们认为：叶轮锻件的淬火冷却规范是其冲击韧性低劣的主要原因。
已有的研究成果指出：(1)从获得最优良的综合机械性能的观点出发，最理想的淬火组织是马氏体，随后高温回火得到均匀弥散的回火索氏体组织。但是在工业生产条件下，沿锻件的断面不可避免地要发生非马氏体转变，这是由于在淬火时锻件内部和外部的1=￡大热差所导致的冷却速度不同所引起的；
(2)下贝茵体区域的奥氏体转变产物与马氏体区域的奥氏体转变产物经高温回火后的机碱性能大致相同，而当台金钢淬火组织具有下贝茵体区域以上的奥氏体转变产物，则随着其组织的粗化而使机械性能降低，锻件淬火组织中具有大量的上贝茵体区域和具有珠光体区域的奥氏体转变产物时，锻件经高温回火后的屈服强度和冲击韧性是明显地降低。因此，锻件淬火后不应有珠光体和铁素组织和大量的上贝菌体组织。
从表3所示的63—596叶轮及其试圈余料，在第一次正火及油淬调质冲击韧性(αk)不合格后，同炉经高温正火和油淬调质结果表明试圈余料在бs高出叶轮本身5公斤／毫米。时，αk约为叶轮本身的3，5倍。叶轮由于冷却速度较小，淬火组织中存在有上贝茵体组织导致叶轮在回火后屈服强度及冲击韧性均低。
综上所述，锻件合理的淬火冷却规范应当是锻件淬火时其中心冷却速度大于珠，光体与铁索体的析出速度，并保证不析出上贝茵体，而在淬火介质中的冷却时间则应使锻件中心的奥氏体完全转变为下贝茵体或下贝茵体与马氏体的混合相。
为了将35CrMoV钢用到10级强度等级以上的叶轮上去，为了进一步提高常用合金结构钢的机械性能，我们大胆地打破了合金结构钢叶轮油淬的禁界；而采用水油淬火调质处理，水油淬火乃是利用水的刷冷性使锻件迅速通过“C”曲线的鼻子得到下贝茵体以下的奥氏体转变产物，又利用油的缓冷性在马氏体转变区域缓冷，减少锻件内应力，防止开裂。
风机叶片制造工艺申请号/专利号： 200910229902一种风机叶片制造方法，涉及一种风机叶片制造加工方法。该制造方法主要是将气囊制成多腔室的分支气囊，其分支气囊为两腔室或多腔室手套状结构，各分支气囊腔室间形成纵向气囊间隙；其制造方法是增设分支气囊间的加强筋制作工序，将制作加强筋的材料沿分支气囊的纵向间隙填充，对应反向搭放在相邻两分支气囊上，对气囊充气，制作加强筋的材料与制作叶片外壳的材料融合固化为一体，使叶片内纵向生成一道或多道加强筋。本发明改善了叶片的力学结构，可在不更换强化材料的情况下，使叶片外壳的厚度降低３０－４０％，重量减轻３０％左右，降低了制作和使用成本，具有强度高、挺力和抗冲击能力较强，功率大，使用寿命长，节能降耗等优点。申请日：2009年10月30日公开日：2010年09月08日授权公告日：申请人/专利权人：德州贝诺风力机械设备有限公司申请人地址：山东省德州市经济开发区恒辉大道3228号发明设计人：李金鹏专利代理机构：德州市天科专利事务所代理人：房成星专利类型：发明专利分类号：B29C70/44;B29C70/54;B29L31/08
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