大型轴类锻件产生小当量超声波 探伤密集缺陷的原因及改善途径.pdf

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1、大型铸锻件f^^^^^^f^^综述^^f^^^^^^f大型轴类锻件产生小当量超声波探伤密集缺陷的原因及改善途径李兆劲<太原重型机械集团公司~山西OBOOZ4>摘要通过解剖发电机转子等大型轴类锻件~确认了锻件内部小当量超声波探伤密集缺陷的实质和产生原因应用新的锻造工艺理论~根据生产锻件质量统计~确定只有控制砧宽比~料宽比~镦粗高径比~加热温度~变形量~应力状态等工艺参数锻造生产~才能提高轴类锻件质量关键词轴类锻件探伤缺陷焊合砧宽比料宽比高径比们先后对4支转子进行了解剖试验~解剖结果见I前言表1上述4件解

2、剖锻件的超声波探伤缺陷特征~轴类锻件在生产过程中超声波探伤检查时~均为在转子大轴身有@Z~@B当量缺陷密集~而常出现小当量密集缺陷超标而报废~其原因过去直径较小的两端台阶轴部分没有超标缺陷解剖认为主要是在冶炼和浇注~凝固过程中带来的夹取样部位就在缺陷表现集中处~如95D-518-1杂物和气体积聚于钢锭的上部偏析区或下部沉积-5转子锻件取样在非打号端距本体一端堆区所造成但是在冶炼方面采用了LF-VD真ZO5mm处切片;95D-445-1-1取样在非打号空精炼~ESR重熔和钢锭模底部吹氩等精炼手段端距本体

3、一端Z65mm处切片取样后~锻制的大型轴类锻件仍然大量产生上述缺陷大锻件中的白点大都是以疏松~或未锻合的例如发电机转子锻件中直径较大的1ZOMW转子显微空隙缺陷或密集的非金属夹杂物为核心~向本体部分<直径@78Omm>~仍经常有超标的当量基体强度弱的方向扩展的氢致裂纹缺陷上述4为@Z~@B的密集缺陷~比较太重厂历年来转子件解剖锻件只有97S-1Z-1有白点缺陷~其余B锻件探伤合格率可以看出=9O年代在采用精炼手件并没有发现白点~而却有数量较多的微细裂纹~段后~与6O年代到8O年代未采用精炼手段时期疏松

4、~连续的孔洞~针孔存在~这些缺陷周围有的相比~钢水中的含氢量虽由B.B8ppm~4.54ppm有夹杂物存在在超探屏幕上反映的小当量密集下降为1.78ppm~B.4Zppm[H]含量的减少~应超标缺陷~就是这些未锻合的较多的微细裂纹~疏该说产生白点的敏感性大为降低~但是轴类锻件松~连续的孔洞~针孔等要想锻合这些内部缺陷的探伤合格率并未见提高~相反有的锻件如必须从锻造工艺~锻造工模具的改进上着手只有BMW转子的废品率反而增加了在比较了前后锻造工艺参数的改进~才有可能从根本上杜绝微工艺和操作后得出~原因是9

5、O年代随意将BMW细裂纹的产生只有用能控制毛坯变形区中心不转子改变为用18大锭型~锻制BMW转子的工出现轴向及横向拉应力的锻造方法~才能避免疏艺参数W/H和B/H都改变了~使锻件内部轴向松~针孔~微细裂纹的产生~才能避免相应的小当拉应力和横向拉应力增大量探伤缺陷的产生当然前提是要提供冶金质量较纯净的钢锭2有缺陷轴类锻件的解剖试验为进一步弄清此类超探超标缺陷的性质~我B72001年第1期(总第91期)表1轴身大截面解剖结果锻件号材质解剖低倍试验结果解剖高倍试验结果锻件名称锭型95D-518-1-534C

6、rMO1A有2条微裂纹及多处小针孔~白有棱角状疏松~微裂纹及带状脆6MW转子15t八角锭斑4处性夹杂有6条3~5mm微裂纹及较多95D-445-1-134CrMO1A凹坑处有微裂纹未贯通~有脆性疏松点~断口有3处灰色2~6MW转子15t八角锭夹杂物4mm斑点96D-603-1-3034CrMO1A有连续孔洞和裂纹及脆性夹杂轴身3i低倍有条状裂纹6MW转子14t八解锭物97S-12-134CrMO1A轴身低倍有微裂纹~孔洞~断口在裂纹底部有夹杂物12MW转子16t电渣锭上有3处白点用新的锻造工艺理论指导

7、解决大型轴类锻件和B/H达到1.11~参数比较理想(见表2~表3)~超探超标缺陷在整个主变形过程中保证了中心无拉应力存在~因而原锻件中的微细裂纹均得到焊合焊合锻件新的锻造工艺理论认为~平砧间拔长矩形截内部微裂纹等缺陷的首要条件是足够高的加热温面毛坯~要实现毛坯中心无轴向拉应力作用~应控度~同时还要在压应力状态下进行足够的变形这制砧宽比W/H0.8~0.9;要实现毛坯中心无样不但能将其内部的微裂~疏松等缺陷修复~而且横向拉应力作用~应控制料宽比B/H在0.85~还可改善其内部的塑性夹杂~偏析的分布[1~

8、2]1.18大型轴类锻件目前超探超标的致命缺陷多发生在轴身本体部分~在用原有的锻造工艺~原12MW转子锻件无论用普通八角23t钢锭~还是用电渣17t钢锭~其在变形过程中的大部分有的砧宽为W=450~600mm的上~下普通平砧瞬时截面不能满足砧宽比W/H0.8~0.9和间拔长时~由表2和表3可知~7种轴类锻件中~料宽比B/H=0.85~1.18的条件(见表2及表只有3MW转子锻件(用普通八角9t钢锭)能满足不形成轴向拉应力的砧宽比W/H(W/H=3)~因而