轉子是電站設備的關鍵件,要求在高速下安全運行,承受著復雜的高應力,所以說轉子鍛件的技術條件要求十分嚴格。然而由于影響質量的冶金因素,熱力學因素難以完善地加以控制,因而缺陷較多,主要有:大塊或密集性的非金屬夾雜物,殘余縮管、白點、疏松、裂紋和力學性能不合格等。
汽輪發(fā)電機轉子鍛件在生產中多數是因為超聲波探傷不合格而報廢。12MW轉子鍛件,在超聲波探傷時發(fā)現(xiàn)在軸身部位有兩處大于分12mm當量的缺 陷。經X光結構分析,認為是非金屬夾雜物鋁硅酸鹽,屬于耐火材料侵蝕物。34CrMolA鋼12MW轉子鍛件由于成分偏析引起轉子力學性能和組織不均的情況,該轉子鍛件的缺陷基本保留了鑄錠缺陷的特征。因此,減少鋼中夾雜和鋼錠偏析是首 先應該重視的問題,否則,鋼中夾雜多,鋼錠偏析嚴重,靠鍛造與熱處理難以生產出憂質的轉子鍛件。所以,轉子鋼的冶煉和澆注應引起極大的重視。對原材料的精選、爐料的烘烤、 冶煉制度的完善,澆注系統(tǒng)的清潔等,都應嚴格要求。
鍛造雖然可以消除鋼錠的枝晶偏析,但對于區(qū)域偏析,如鋼錠底部的負偏析區(qū)和鋼錠冒口端碳、硫、磷、疏松等聚集區(qū),鍛造作用不大,只有增加鋼錠底部端和冒口端的切除率,才能減少其不良影響。冒口端一般切除5%?10%,底部端一般為10%?20%。
隨著鋼錠重量增加,鋼錠的負偏析愈嚴重,疏松、晶間裂紋等缺陷,也相應的增加。這就使鍛造焊合內部缺陷,改善鋼錠中心質量更為困難。由于轉子軸身直徑大,因此如何提高鍛透性,對于轉子鍛件的鍛造來講,就顯得格外重要。寬砧大壓下量拔長和中心壓實法是R前解 決這一問題常采用的工藝措施。如鍛造工藝中需用鐓粗工序時,為充分焊合鋼錠內部缺陷,打碎鑄態(tài)組織,改變夾雜物的分布狀態(tài),不論一次鐓粗,還是兩次鐓粗,只要水壓機能力許可,應使鐓粗變形程度大于50%。
轉子鍛件的軸線與鋼錠中心線盡量不能偏移。這就要求鋼錠與鋼坯必需燒透,鍛件在鍛造過程中,變形盡量均勻,壓臺階時要仔細,避免偏心。
為避免產生白點和滿足轉子鍛件力學性能要求,應優(yōu)選的鍛后冷卻和熱處理工藝。