[发明专利]25X2H4MфA合金钢大型汽轮机转轴锻件及制备方法

说明书

本发明涉及一种转轴锻件芯部屈服强度≥535MP，抗拉强度≥640MP,且冲击韧性AKv≥80J,FATT50≤0℃的25X2H4MфA合金钢大型汽轮机转轴锻件及制备方法，质量百分比：C0.21～0.25、Si≤0.37、Mn0.25～0.55、Cr1.50～1.80、Ni3.25～3.50、Mo0.25～0.40、V0.08～0．15、Cu≤0.25、S和P≤0.015、余下是铁。优点：一是通过优化优质的钢锭材料成分配比，使产品满足了高强度、高韧性要求；二是锻造工艺设计，避免造成锻件偏析、疏松、粗晶等缺陷；三是锻后热处理工艺设计，消除混晶组织，细化晶粒度；四是调质热处理工艺设计，满足客户高强度、高冲击韧性等各项性能指标。

技术领域

本发明涉及一种转轴锻件芯部屈服强度≥535MP，抗拉强度≥640MP,且冲击韧性AKv≥80J,FATT50≤0℃的25X2H4MфA合金钢大型汽轮机转轴锻件及制备方法，属汽轮发电机高速运转零件制造领域。

背景技术

转轴锻件是稳定汽轮发电机高速运转的重要零件。随着技术的进步，现代发电设备正在向高参数、大容量和高效率的方向发展，高端转轴锻件由于锻造报废风险较高，热处理性能不稳定，这是目前行业内一直存在的“瓶颈”，大部分高端转轴都是有国外进口。

发明内容

设计目的：避免背景技术中的不足之处，设计一种转轴锻件芯部屈服强度≥535MP，抗拉强度≥640MP,冲击韧性AKv≥80J,FATT50≤0℃且热处理性能稳定、合金钢大型转轴锻件的合格率高、生产成本低的25X2H4MфA合金钢大型汽轮机转轴锻件及制备方法。

设计方案：为了实现上述设计目的。本发明在技术指标的设计上，选择牌号为25X2H4MφA钢锭作为大型转轴锻件的材料，其化学成分：C0.21～0.29、Si≤0.37、Mn0.25～0.55、S，P≤0.015、Cr1.50～1.90、Ni3.25～4.00、Mo0.25～0.55、V0.08～0．15、Cu≤0.25；机械性能为：

但是：一是由于25X2H4MфA材料的Ni含量高，所以转轴锻件的白点敏感性也很高，因此，在生产过程中极易产生白点而造成转轴锻件报废；二是25X2H4MфA大型转轴锻件的合金元素含量高，锻件轴身尺寸直径大，锻件锻后容易造成偏析、疏松、粗晶等缺陷，给锻造造成很大的难度；三是25X2H4MфA转轴锻件直径大，锻后普通的正回火热处理无法消除混晶、粗晶现象，需要采取特殊热处理来消除混晶组织，细化晶粒度。

1、本发明的创新点在于：

1）由于25X2H4MфA材料的Ni含量高，所以转轴锻件的白点敏感性也很高，因此，在生产过程中极易产生白点而造成转轴锻件报废。为防止白点的产生，首先从原材料入手，选择优质炉料，采用钢包精炼炉，真空碳脱氧（VC）和真空脱气的双真空真空冶炼浇注的钢锭，确保转轴锻件原材料的纯净度。

2）化学成分优化：

本材质传统调质热处理为油淬，创新工艺为水淬，故C控制在0.21～0.25%，Cr控制为1.50～1.80，Ni控制为3.25～3.50，Mo控制为0.25～0.40，降低C和Cr、Ni、Mo的含量可以有效防止产品淬裂，降低合金元素含量，节约原材料成本。优化后的化学成如下：C0.21～0.25、Si≤0.37、Mn0.25～0.55、S，P≤0.015、Cr1.50～1.80、Ni3.25～3.50、Mo0.25～0.40、V0.08～0．15、Cu≤0.25。

3）锻造工艺改进：

（1）锻造工艺变形图图1所示：钢锭1250℃保温8小时后如下图压钳把、倒棱、切水口，完工后返炉加热至1270℃。