風電用大型環(huán)鍛件熱加工工藝優(yōu)化與試驗研究.pdf

1、風電用大型環(huán)鍛件主要用于風電設備的MW級風電機組變漿距、偏航塔上的回轉支撐圈環(huán)鍛件、風電塔身塔體的連接緊固件,這些環(huán)鍛件都是風電設備重要的承重與傳動零部件,其鍛造工藝、熱處理工藝及所用材料的冶金質量、化學成分配比直接影響著機組的正常運行和使用壽命。因此,進行風電用大型環(huán)鍛件的熱加工工藝優(yōu)化與試驗研究是一項急需開展的課題。本文結合企業(yè)生產實際,以風電回轉支撐為例研究大型環(huán)鍛件熱加工工藝。
　　 本文的研究內容:
　　 (1

2、)在歐標材料基礎上設計風電回轉支撐環(huán)鍛件的材料化學成分,獲得高淬透性、高綜合力學性能的新材料,使其更能適應風電機組惡劣的使用環(huán)境。
　　 (2)通過數(shù)值模擬和實際生產驗證,制定出最優(yōu)的大型環(huán)鍛件的鍛造工藝(制坯工藝和輾擴工藝),避免產生橢圓度過大、粗晶、探傷不合格等缺陷。
　　 (3)試驗研究風電回轉支撐環(huán)鍛件用新材料的第一、二熱處理工藝,充分發(fā)揮新材料的潛能,各項力學性能均達到最優(yōu)值。
　　 本文的研究成果:<

3、br>　　 (1)借助有限元軟件Deform-3D模擬了大型環(huán)鍛件軋制過程,優(yōu)化了芯輥進給速度、直徑等工藝參數(shù),優(yōu)化后的參數(shù)充分滿足咬入條件、鍛透條件、剛度條件,并為實際生產提供了理論指導,避免了環(huán)鍛件產生轉不動、鍛不透、橢圓度過大等現(xiàn)象。
　　 (2)在原有風電環(huán)鍛件用歐標材料42CrMo4V的基礎上進行化學成分設計,增加了合金元素Mn、Cr、Mo含量,降低了P、S含量,得到企業(yè)內控的高淬透性、高綜合力學性能材料42CrMo

4、HM。
　　 (3)采用"WHF法拔長+預鐓粗40％+走扁方成形”的制坯工藝,可有效控制夾雜物形態(tài),避免毛坯鐓粗過程中夾雜性裂紋的產生,提高了產品探傷的合格率。
　　 (4)制定出“兩次高溫正火+回火”的消除粗晶熱處理工藝,解決了大型環(huán)鍛件的粗晶缺陷,且均勻了組織,為后續(xù)的熱處理奠定了基礎。
　　 (5)通過正交試驗研究出風電環(huán)鍛件用42CrMoHM的第二熱處理工藝參數(shù),即淬火溫度、淬火液濃度、冷卻時間、回火溫度