大功率风电偏航轴承套圈用钢与其模拟热处理工艺

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1、学兔兔www.xuetutu.com第51卷第l4期机械工程学报VO1．51NO．142015年7月JOURNALOFMECHANICALENGINEER【NGJu1．20l5DoI：10．3901／JME．2015．14．029大功率风电偏航轴承套圈用钢及其模拟热处理工艺术陈晨杨志南2张洋张福成郑炀曾(1．燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室秦皇岛066004：2．燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心秦皇岛066004)摘要：42CrMo钢已成功地用作小功率(2MW及以下)风电偏航轴承套圈用钢，但由

2、于其有限的淬透性，无法满足大功率风电偏航轴承套圈用钢的要求，因此，研究中引入40CrNiMo钢和硼微合金化42CrMnMoB钢进行对比分析。研究42CrMnMoB钢、40CrNiMo钢和42CrMo钢的淬透性，利用DEFORM3D模拟软件对5Mw风电偏航轴承套圈壁厚1／4位置处的油冷速率进行模拟，并利用模拟热处理炉对三种钢进行模拟热处理，随后对试验钢进行常规力学性能的测试。结果表明，42CrMnMoB钢在端淬距离为85mm位置处的硬度值为46HRC，油淬后的理想临界直径约为160nlrn，远高于42CrMo钢在85rf

3、lln位置处的29HRC和43nun的理想临界直径：经DEFORM3D模拟软件模拟的5Mw级风电偏航轴承壁厚1／4位置处的平均油冷速率约为0．7~C／s；在模拟油冷并经590℃回火1h处理后42CrMnMoB钢各项力学性能均能满足5MW级风电偏航轴承套圈用钢的性能要求，具有应用于大功率风电偏航轴承套圈中的潜能。关键词：轴承钢；淬透性；热处理；模拟；风电中图分类号：TG142NovelBoronMicroalloyedSteelUsedforHigh-powerWindTurbineYawBearingRingsandC

4、0rresp0ndingSimulationofHeatTreatmentProcessCHENChenYANGZhinan·ZHANGYangZHANGFuchengZHENGYangzengf1．StateKeyLaboratoryofMetastableMaterialsScienceandTechnology,YanshanUniversity,Qinhuangdao066004；2．NationalEngineeringResearchCenterforEquipmentandTechnologyofCold

5、StripRolling，YanshanUniversity,Qinhuangdao066004)Abstraet：The42CrMosteelhasbeenSuccessfullyusedforsmal1．power(2MWorbelow)windturbineyawbearingrings，butitcouldnotmatchthedemandofthehigh．powerwindturbineyawbearingringsresultingfromitslimitedhardenability．The40CrNi

6、Mosteelandtheboronmicroalloyed42CrMnMoBsteelarestudiedforcomparison．Thehardenabilityofthe42CrMnMoBstee1．the40CrNiMosteelandthe42CrMosteelarestudied．Thecoolingrateatthe1／4ofthewallthickness0f5MWwindturbineyawbearingrings，inoilquenchingprocess，issimulatedusingDEFO

7、RM3Dsoftware．Athermalsimulationfurnaceisusedforheattreatmentprocess．andthemechanicalpropertieshavebeentested．Theresultsshowthatthehardnessvalueofthe42CrMnMoBsteelintheendquenchingdistanceof85mmis46HRCandtherelativelyidealcriticaldiameterafteroilquenchingisabout1

8、60mm．muchhigherthantheidealcriticaldiameterof43rainand29HRCat85InlT1positionofthe42CrMostee1．Theaveragecoolingrateatthe1／4ofthewallthicknessinoilquenchingisabout0．7℃／