[发明专利]一种30Cr2Ni4MoV叶轮晶粒细化的制造工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种30Cr2Ni4MoV叶轮晶粒细化的制造工艺，属于机械加工制造技术领域。

背景技术

汽轮机叶轮广泛用于电力、冶金、石油、化工、机械、轻工、航天、建材等领域，汽轮机叶轮是将蒸汽能转换成机械能的关键部件，同时也是汽轮发电机组中的核心部件，它安装在汽轮机主轴上，在高温、高压的蒸汽介质中高速旋转，由于叶轮的圆周线速度很高，叶轮要求承受巨大的切向、径向应力，因此其内部质量要求高，尤其超声波探伤标准要求极其严格，力学性能指标要求高；随着我国经济增长的提高，电力事业的飞速发展，汽轮机行业也得到了飞速发展，汽轮机叶轮的需求量也随着处于一个持续增长的水平，存在一个不可忽略的相当大的市场，但是，随着全球市场经济的飞速发展，各个行业的竞争也越演越烈，而客户对产品质量的要求也越来越高；目前不能满足国内某些市场需要的不仅仅是能力问题，更有核心技术问题；因此，今后汽轮机叶轮在市场上的竞争，在于是否掌握了核心制造技术以及是否有自主创新能力；现有的30Cr2Ni4MoV叶轮晶粒细化的制造工艺还存在着以下问题：一是根据刚塑性力学模形的拉应力理论，由于锻造过程中上下刚性区相交，在坯料内部产生附加横向拉应力，加剧了附加横向拉应力对坯料内部的破坏作用；二是由于叶轮轮毂下端面在漏盘内镦粗，不可避免地使轮毂下端面的锻后金相组织比上端面差的问题；因此，急需对现有的30Cr2Ni4MoV叶轮晶粒细化的制造工艺进行改进。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种30Cr2Ni4MoV叶轮晶粒细化的制造工艺，以解决现有的30Cr2Ni4MoV叶轮晶粒细化的制造工艺存在着锻造过程中上下刚性区相交，在坯料内部产生附加横向拉应力，加剧了附加横向拉应力对坯料内部的破坏作用；由于叶轮轮毂下端面在漏盘内镦粗，不可避免地使轮毂下端面的锻后金相组织比上端面差的问题。

本发明所采用的技术方案为：

一种30Cr2Ni4MoV叶轮晶粒细化的制造工艺，该种30Cr2Ni4MoV叶轮晶粒细化的制造工艺具体包括以下步骤：

步骤一：按照锻造所需要的规格尺寸从30Cr2Ni4MoV钢坯料上截取30Cr2Ni4MoV钢锻件，对截取下来的30Cr2Ni4MoV钢锻件进行除锈、除表面缺陷、防氧化和润滑处理，然后对30Cr2Ni4MoV钢锻件进行锻造之前的加热处理，通过加热炉对30Cr2Ni4MoV钢锻件进行10～12小时的加热处理，加热温度为900～1100℃；

步骤二：对加热处理后的30Cr2Ni4MoV钢锻件进行锻造处理，在锻造设备上对30Cr2Ni4MoV钢锻件进行塑性变形，完成30Cr2Ni4MoV钢锻件内部和外部的质量要求；

步骤三：对锻造处理后的30Cr2Ni4MoV钢锻件进行热处理，对锻造处理后的30Cr2Ni4MoV钢锻件加热至600～800℃进行保温3～4小时，再将30Cr2Ni4MoV钢锻件加热至900～1000℃进行保温2～3小时，然后对30Cr2Ni4MoV钢锻件进行第一次喷雾冷却，冷却温度70～90℃，之后将30Cr2Ni4MoV钢锻件加热至500～600℃进行保温5～6小时，再对30Cr2Ni4MoV钢锻件进行第二次喷雾冷却，冷却温度30～50℃，最后对30Cr2Ni4MoV钢锻件加热至600～700℃进行保温5～6小时，将30Cr2Ni4MoV钢锻件空冷至室温；

步骤四：对热处理后的30Cr2Ni4MoV钢锻件进行机械加工处理，所述机械加工处理包括依次对热处理后的30Cr2Ni4MoV钢锻件进行粗车加工处理、半精车加工处理以及精车加工处理，制得30Cr2Ni4MoV叶轮；

步骤五：对制得的30Cr2Ni4MoV叶轮进行性能热处理；

步骤六：在同一批次性能热处理后的30Cr2Ni4MoV叶轮中选取测试实验样品，按测试要求指定部位割取测试实验样品；

步骤七：力学性能测试和金相组织检查：

（1）常温力学性能测试：对测试要求指定部位割取的测试实验样品进行常温力学性能测试，常温力学性能测试包括：屈服强度、抗拉强度、耐磨性能、延伸率、收缩率和硬度；

（2）高温力学性能测试：对测试要求指定部位割取的测试实验样品进行高温瞬时力学性能测试和高温持久强度测试；

（3）金相组织检查：对测试要求指定部位割取的测试实验样品进行检查夹杂物和晶粒度；

步骤八：将力学性能测试和金相组织检查合格的同一批次30Cr2Ni4MoV叶轮进行封存前检验，封存前检验项目包括形状尺寸和表面粗糙度，封存前检验合格后封存入库。