[发明专利]一种齿轮箱锻件用合金钢及其锻件的制造方法和应用

权利要求书

1.一种齿轮箱锻件用合金钢的锻件的制造方法，其特征在于，包括以下质量百分含量的元素组分：C：0.15～0.21％；Si：0.17～0.35％；Mn：0.60～0.90％；P：0～0.015％；S：0～0.005％；Cr：1.55～1.80％；Ni：1.50～1.70％；Mo：0.25～0.35％；Cu：0～0.20％；Al：0.020～0.040％；Nb：0.015～0.05％；V：0～0.15％；Ti：0～0.080％；N：0.0075～0.0125％；Ca：0～10ppm；Sn：0～100ppm；Pb：0～100ppm；Bi：0～100ppm；Sb：0～30ppm；As：0～150ppm；H：0～1.5ppm；O：0～15ppm，余量为Fe；Al/N＝(2.67～3.2)：1；As+Sn+Pb+Sb+Bi＝0～480ppm；

包括以下步骤：

S1.锻前准备：以上述齿轮箱锻件用合金钢为坯料，进炉加热至1250℃保温3～5小时，以备锻造；

S2.锻造加工：分三个阶段；

第一阶段为锻造温度1240℃，此阶段锻造比9～9.5：1；

第二阶段为1000℃＞锻造温度≥880℃，此阶段锻造比8～9：1；

第三阶段为锻造温度830℃，此阶段轻打快锻，锻造比7～8：1；

S3.热处理：将锻造加工后的锻件进行正火+回火两步热处理；

正火：正火以160℃/h速率升温至730～750℃保温2.2～2.8h，然后再以170℃/h速率升温至930～970℃保温3.1～4.4h，然后空冷至100～260℃；

回火以170℃/h速率升温至650～700℃保温4～6h后空冷至室温；

最终获得的锻件中弥散分布有球状有序正交结构的Ti₂AlNb相；

轻打快锻的工艺为：轻打的力度28～32MPa；快锻的速度100～120mm/s；

快锻的时间15～25min；

第一阶段形成层片状密排六方结构Ti₂AlNb相；

第二阶段，层片状密排六方结构Ti₂AlNb相的片层组织破碎明显，形成更多的球形并弥散分布于基体中，形成密排六方结构Ti₂AlNb相；

第三阶段密排六方结构Ti₂AlNb相晶格畸变，其晶格发生原子有序化，发生密排六方结构Ti₂AlNb相向球状有序正交结构的Ti₂AlNb相的相变；

球状有序正交结构的Ti₂AlNb相的粒径为5～15nm。

2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，最终获得的锻件抗拉强度≥1100Rm/MPa；屈服强度≥905Rp_0.2/MPa；伸长率A≥13％；断面收缩率Z≥40％；室温冲击韧性≥50J；晶粒度≥5级。

3.根据权利要求1～2任意一项所述的制造方法获得的锻件在海上风电设备中的应用，其特征在于，海上风电设备包括海上风电齿轮箱齿轮。