30Cr2Ni4MoV低压转子Ni含量的优化

褚锦辉　王　帅

(1.中国第一重型机械股份公司热处理分厂，黑龙江161042；2.中核四O四有限公司，甘肃732850)



30Cr2Ni4MoV低压转子Ni含量的优化

褚锦辉1王帅2

(1.中国第一重型机械股份公司热处理分厂，黑龙江161042；2.中核四O四有限公司，甘肃732850)

通过分析30Cr2Ni4MoV低压转子中主要合金元素Ni含量对锻件力学性能的影响，制定出合理的化学成分。根据优化的化学成分和热处理工艺生产出的低压转子各项性能指标均合格，实现了降低原材料成本的目的。

低压转子；Ni含量；化学成分；降低成本

我公司通过调整30Cr2Ni4MoV低压转子化学成分，采取在产品制造源头和设计阶段合理控制主要合金元素含量，实现降低原材料成本的目的。

为确定主要合金元素对低压转子热处理后力学性能的影响程度，我们针对已生产的67件低压转子进行了系统分析。

1　技术要求

低压转子锻件的化学成分要求见表1，力学性能要求见表2。

2　工艺方案制定

重点分析低压转子的冶炼方式、化学成分、晶粒度、夹杂物、碳当量、力学性能和工艺参数，制定合理的化学成分内控方案。

2.1化学成分分析

表3中列出了低压转子的化学成分，所有合金元素中Ni含量所占比例超过50%，居第一位，而Ni的市场价格较高，因此我们决定对Ni含量进行重点分析。图1为Ni含量在低压转子中的具体分布情况。

表1　低压转子锻件化学成分要求(质量分数，%)

表2　低压转子锻件力学性能要求

表3　低压转子产品的化学成分(质量分数，%)

从图1看出，约60%的低压转子的Ni含量在3.5%以上，而标准要求为3.25%～3.75%，因此可在保证产品质量的前提下降低Ni含量。

2.2力学性能分析

表4为低压转子力学性能，图2为Ni含量对转子各部位力学性能的具体影响。

图1　低压转子中Ni含量分布

表4　低压转子的力学性能

表5　优化后制定的化学成分(质量分数，%)

图2　Ni含量对转子各部位力学性能的影响

图3　优化后的热处理工艺曲线

表6　试制件的化学成分(质量分数，%)

2.3化学成分及热处理工艺优化

从图2得出，Ni含量在3.29%～3.61%时转子各部位力学性能较均匀，且多数性能指标优于标准要求。为降低产品制造成本，建议Ni含量按3.30%～3.45%控制，其他元素按标准执行。优化后的化学成分见表5。

根据优化后的化学成分对原热处理工艺进行了适当调整，最终热处理工艺曲线见图3。并利用在手未投料的低压转子进行成分内控试制，表6是试制件化学成分。

3　检验结果

通过对化学成分、热处理工艺参数进行优化，最终低压转子各项性能指标均一次热处理合格，力学性能检验结果见表7。

我公司按优化后的化学成分内控方案生产了五件低压转子，Ni含量均在3.30%～3.45%之间，热处理后各项性能指标均合格。经初步成本估算，与以往生产的低压转子相比，每100 t的30Cr2Ni4MoV钢锭就能节省约4.8万元的Ni成本。

表7　优化后的力学性能检验结果

4　结论

通过对30Cr2Ni4MoV 低压转子化学成分和热处理工艺参数优化，生产出的低压转子的各项性能指标均一次热处理合格，完全满足用户要求。这证明常规低压转子在无特殊要求时可通过适当调整化学成分，采取在产品制造源头和设计阶段合理控制主要合金元素含量，可以实现降低原材料成本的目的。

[1]康大滔，叶国斌.大型锻件材料及热处理.北京:龙门书局,1998:427.

编辑杜敏

Optimization of Nickel Content of 30Cr2Ni4MoV Low Pressure Rotor

Chu Jinhui, Wang Shuai

By analyzing the influence of main alloy element nickel content of 30Cr2Ni4MoV low pressure rotor on the mechanical property of forgings, the reasonable chemical composition has been prepared. According to the optimized chemical composition and heat treatment process, every mechanical property of manufactured low pressure rotor are all qualified, so as to realize the purpose for reducing the cost of raw material.

low pressure rotor; nickel content; chemical composition; cost reduction

2016—01—18

褚锦辉(1981—)，本科，工程师，从事金属材料及热处理工作。电话：15846224951,E-mail：chujinhui1981@163.com

王帅(1978—)，本科，工程师，从事金属材料及热处理工作。电话：13993781174,E-mail：hdjccws@163.com

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