[發明專利]300MW汽輪發電機彈性定位筋的穩定性熱處理工藝

無效

• 申請號: 200910073429.2
• 申請日: 2009-12-17
• 公開（公告）號: CN101717848A
• 公開（公告）日: 2010-06-02
• 發明（設計）人: 過潔;張立娟
• 申請（專利權）人: 哈爾濱電機廠有限責任公司
• 主分類號: C21D9/00
• 分類號: C21D9/00;C21D1/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明涉及一種300MW汽輪發電機彈性定位筋的穩定性熱處理工藝。

背景技術：

300MW汽輪發電機定子鐵心隔振結構的最初設計為裝配式結構，即彈簧板和定位筋使用不同材料，采用高強度合金鋼(T-1鋼板)加工的4塊彈簧板和優質碳素結構鋼(Q235)加工的1根定位筋，用銷套和螺栓裝配成1個單元部件，然后在機座加工中心裝配到機座上，與機座連接使用定位銷螺釘。由于生產工藝復雜，加工周期長，裝配精度要求高，占用機座加工中心時間長，不適合300MW汽輪發電機批量生產的要求。

發明內容：

本發明的目的是提供一種不占用機座加工中心，大大簡化了制造工藝，縮短了生產周期的300MW汽輪發電機彈性定位筋的穩定性熱處理工藝。本發明的技術方案為：一種300MW汽輪發電機彈性定位筋的穩定性熱處理工藝，其特征是：定位筋穩定熱處理的工藝方法是：a)根據定位筋的組織和性能指標分析認為：性能指標低的主要原因是熱軋空冷時，坯料截面尺寸大，冷卻速度不足，組織中貝氏體、馬氏體含量過少所致，為了提高力學性能，對定位筋坯料進行了性能熱處理；定位筋必需進行淬回火熱處理；b)采用880℃保溫三小時油冷淬火，如果組織為粒狀貝氏體，則采用550℃保溫3-5小時爐冷熱處理，如果組織為馬氏體，則采用640℃保溫3-5小時空冷+350℃保溫3-5小時爐冷熱處理；c)熱處理回火時的裝爐方式為：采用六支熱電偶進行測溫，定位筋全部擺放在爐子中央，兩側距爐墻米以上，遠離燒嘴，避免火焰接觸工件，定位筋擺放在100mm厚鋼板上，鋼板用800mm高的墊鐵墊起，加高的鋼板平面使爐氣循環更暢通，定位筋擺放層數不超過2層。本發明提出了熱應力和介穩組織的轉變是定位筋加工變形的主要原因的觀點，因此穩定組織、消除應力成為此項技術關鍵。該鋼最佳組織為貝氏體+鐵素體，但該組織不穩定。解決組織穩定性問題將影響強度指標，如果顧及強度，得到馬氏體組織，消除應力退火時該鋼又有二次回火脆性問題。另外定位筋毛坯料屬細長桿類，熱處理加熱時應在井式爐中垂直懸掛，受設備條件所限只能平放在燃氣爐中，因此退火過程中變形量的控制又是一難點。

本發明國內首次研制的19CrMnNi鋼的原始金相組織及力學性能的分析，認為采用現有的熱處理工藝達不到定位筋的力學性能要求以及對定位筋加工變形的要求，因此必須發明一種新的熱處理工藝方法，通過控制淬火、回火加熱溫度、冷卻方式及消除應力方法，保證用19CrMnNi材料制造的定位筋達到設計要求的力學性能標準，并且在加工過程中不會因為過大的應力造成變形。

該鋼淬火如組織為粒狀貝氏體+鐵素體，則該組織不穩定，貝氏體中含有殘余奧氏體，在機械加工時易分解為馬氏體，產生組織應力，因而引起定位筋變形。采用550℃保溫3小時之后在爐內緩冷，可以使奧氏體分解，提高韌性，各項指標滿足力學性能要求，同時也使殘余應力降至較低，滿足定位筋加工變形要求。該鋼淬火如得到馬氏體組織，則有二次回火脆性，如果回火溫度選擇不當，會造成定位筋沖擊韌性降低。采用640℃保溫3三小時空冷回火，可以防止回火脆性發生，滿足力學性能要求，但后期加工變形較大，回火后再附加一次350℃保溫3三小時消除應力退火，可不降低力學性能的同時控制變形量。

定位筋毛坯料屬細長桿類，熱處理加熱不當則很容易引起變形，為使定位筋受熱均勻，采取以下措施：定位筋全部擺放在爐子中央，兩側距爐墻2米以上，遠離燒嘴，完全避免了火焰接觸工件。定位筋擺放在100mm厚鋼板上，鋼板用800mm高的墊鐵墊起，加高的鋼板平面使爐氣循環更暢通，同時起到均熱板的作用，為了防止變形，有利于均溫，工件擺放層數應盡量少。

原定位筋采用的熱處理工藝，力學性能達不到產品設計要求，并保證不了定位筋加工后的尺寸。本發明采用了新的消除殘余應力、穩定組織的熱處理工藝方法，在保證力學性能滿足設計要求的基礎上，將應力降到了最低，解決了由于消除殘余應力而使材料發生脆化的難題，為后序加工提供了良好的基礎。