王 爽 王宝亮

(1.中国一重铸锻钢事业部水压机锻造分厂，黑龙江161042；2.苏州热工研究院有限公司，江苏215000)

主轴锻件主要是用来传递扭矩，小容量水轮发电机一般采用整锻实心轴，大中型的发电机一般采用整锻空心轴，国外常用ASTM A668 Cl. E材料。一般情况下，主轴锻件锻后热处理须满足各项技术指标，以往ASTM A668 Cl. E材质主轴性能出现过波动问题，本文针对锻件屈服强度不合格残样及热处理工艺执行等进行分析。

1 化学成分

ASTM A668 Cl. E材质化学成分见表1。

2 力学性能

锻件性能检验结果如表2所示。

从表2可以看出，锻件抗拉强度达到技术要求，但屈服强度值未达到技术要求。

3 热处理工艺分析

主轴锻件锻后热处理工艺如图1所示。

ASTM A668 Cl.E(相当于25Mn)材质对应的正火温度为880±10℃，技术要求回火温度必须≥550℃。为提高强度，我们选取的正火温度为920±10℃，比正常热处理温度高40℃，实际执行时炉温按930℃执行，空冷时采取喷雾冷却；回火温度按较下限570±10℃控制，实际料温按560℃控制。

4 金相分析

将拉伸残样进行了金相分析，发现锻件组织为铁素体+珠光体(如图2所示)，组织分布均匀，但少许地方开始出现针状铁素体，此种组织为魏氏体前期征兆，若温度再升高过多，会出现对冲击不利的组织，同时也降低强度。

5 残样化学成分分析

使用直读光谱仪对试样进行化学成分分析，结果如表3所示。

通过分析发现，其C、Mn含量都没有达到内部制定的内控值要求，Si含量也偏低于内控值，绝大多数残样碳当量均低于内控下限。

表1 ASTM A668 Cl. E材质化学成分(质量分数，%)Table 1 Chemical composition of materials ASTM A668 C1.E (Mass, %)

图1 锻后热处理工艺Figure 1 Heat treatment process after forging

图2 金相组织照片Figure 2 Picture of metallographic structure

Re/MPaRm/MPa要求试样1试样2试样3试样4试样5试样6试样7试样8≥295294292282288282282285288≥520544546527535522527532538

6 结束语

热处理工艺参数调控余地小，只能从增加风机数量、加大水量等冷却方面着手。热处理工艺参数合理，因此它不是引起强度不合格的原因。选取的正火温度较合理，若再提高正火温度，会出现大量针状铁素体，将大幅度降低锻件性能。残样成品分析中，影响强度的C、Mn成分均偏低于内控范围，未达到目标值，且绝大数残样的碳当量低于内控碳当量下限，造成屈服强度不能达到验收值。在后序生产中，应优化炼钢工艺，避免化学成分出现偏低。热处理过程中，应严格执行工艺，做好过程控制，保证产品质量，提高生产效率。

表3 化学成分分析(质量分数，%)Table 3 Analysis of chemical composition (Mass, %)