專利名稱：水輪機(jī)葉片的雙相鑄鋼生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水輪機(jī)葉片的生產(chǎn)工藝，尤其涉及水輪機(jī)葉片的熱處理工藝，屬于鋼鐵熱處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在水力發(fā)電廠，水輪機(jī)是主要的工作設(shè)備。根據(jù)水輪機(jī)的工作原理，水輪機(jī)葉片在高位勢水頭的沖擊作用下，承受著較高的載荷和動作用力。由于江河中水質(zhì)污濁，含泥沙量大，水輪機(jī)葉片背面長期處于潮濕環(huán)境中，使葉片摩擦磨耗破壞嚴(yán)重，極易銹蝕。因此，水輪機(jī)葉片用鋼應(yīng)具有較高的強(qiáng)度、韌性、塑性和較強(qiáng)的耐疲勞性能，優(yōu)良的耐泥沙磨耗能力，較好的耐候性和抗氣蝕能力。此外，水輪機(jī)葉片長度大、尺寸精度要求高，葉片的制造通常采用鑄造方法，因此葉片用鋼還應(yīng)具有較好的鑄造和焊修工藝性能。
目前國內(nèi)的水輪機(jī)葉片常用的鑄鋼有ZG30、ZG20SiMn、ZG0Cr8CuMo、ZG0Cr13Ni4Mo、ZG0Cr13Ni6Mo等。數(shù)十年水輪機(jī)運(yùn)作實(shí)踐證明，ZG30和ZG20SiMn工藝性能好，制造成本低，但使用壽命不長；ZG0Cr8CuMo、ZG0Cr13Ni4Mo和ZG0Cr13Ni6Mo增長了葉片的使用壽命，但是工藝性能欠佳，制造成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供水輪機(jī)葉片的雙相鑄鋼生產(chǎn)工藝，從而得到一種工藝性能好、制造成本低，使用壽命長的水輪機(jī)葉片。
本發(fā)明在現(xiàn)有的水輪機(jī)葉片的生產(chǎn)工藝基礎(chǔ)上，對鑄件清理后的葉片進(jìn)行一種新的熱處理工藝，以取代原生產(chǎn)工藝中的正火熱處理。
本發(fā)明水輪機(jī)葉片的雙相鑄鋼生產(chǎn)工藝，包括造型、澆注、脫模、清理、焊修、粗加工，其特征在于鑄件清理后進(jìn)行如下的雙相熱處理工藝先進(jìn)行第一次淬火處理，淬火溫度為880℃～950℃，水淬；再進(jìn)行第二次淬火處理，淬火溫度為770℃～850℃，水淬；最后進(jìn)行低溫回火處理，回火溫度為170℃～250℃，水冷或空冷。
所述水輪機(jī)葉片用鑄鋼具有下述組成以重量百分比計(jì)，碳不大于0.32，硅不大于1.50，錳不大于1.85，磷不大于0.03，硫不大于0.03。
所述水淬可以使用無任何添加劑的清水；雙相熱處理工藝可以在鑄件清理、焊修或粗加工后進(jìn)行。
用雙相鑄鋼生產(chǎn)工藝生產(chǎn)水輪機(jī)葉片，是一種通過簡單的熱處理工藝，不需使用昂貴的合金元素，即能把普通等級的鋼提高到高合金鋼性能水平的葉片制造方法，具有制造成本低、使用性能好的優(yōu)勢。水輪機(jī)葉片經(jīng)雙相熱處理工藝后，鑄鋼中馬氏體的存在和鐵素體晶粒細(xì)化，有利于提高鋼的疲勞壽命，孤島狀馬氏體的耐磨損和防銹蝕特性，使葉片在耐磨、耐候等方面的性能得到較大改善。
具體實(shí)施例方式
下面通過實(shí)施例和對比例進(jìn)一步說明本發(fā)明。實(shí)施例中對水輪機(jī)葉片的熱處理采用雙相熱處理工藝，對比例中對水輪機(jī)葉片的熱處理采用常規(guī)的正火處理工藝。
實(shí)施例對雙相鑄鋼生產(chǎn)工藝處理后的水輪機(jī)葉片進(jìn)行了拉伸試驗(yàn)，結(jié)果見表1。
表1 雙相鑄鋼水輪機(jī)葉片成分和性能

對比例常用的水輪機(jī)葉片用鑄鋼的化學(xué)成分和機(jī)械性能列于表2和表3(施廷藻.鑄造實(shí)用手冊[M].沈陽東北工學(xué)院出版社，19882-40)。
表2 水輪機(jī)葉片用鋼化學(xué)成分(％)

表3 水輪機(jī)葉片鋼機(jī)械性能(≥)

通過比較實(shí)施例與對比例表中數(shù)據(jù)可以看出，雙相鑄鋼水輪機(jī)葉片與成分相當(dāng)?shù)钠胀ㄨT鋼水輪機(jī)葉片相比，其抗拉強(qiáng)度(σb)、屈服強(qiáng)度(σs)均有大幅度的提高，且經(jīng)雙相熱處理后的水輪機(jī)葉片，不必使用價(jià)格昂貴的Cr、Mo、Ni等合金元素也能獲得很高的綜合機(jī)械性能。
權(quán)利要求
1.水輪機(jī)葉片的雙相鑄鋼生產(chǎn)工藝，包括造型、澆注、脫模、清理、焊修、粗加工，其特征在于鑄件清理后進(jìn)行下述步驟的雙相熱處理工藝1)第一次淬火處理，淬火溫度為880℃～950℃，水淬；2)第二次淬火處理，淬火溫度為770℃～850℃，水淬；3)低溫回火處理，回火溫度為170℃～250℃，水冷或空冷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述水輪機(jī)葉片用鑄鋼具有下述組成以重量百分比計(jì)，碳不大于0.32，硅不大于1.50，錳不大于1.85，磷不大于0.03，硫不大于0.03。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述水淬使用無任何添加劑的清水。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述雙相熱處理工藝在鑄件清理、焊修或粗加工后進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明涉及水輪機(jī)葉片的雙相鑄鋼生產(chǎn)工藝，包括造型、澆注、脫模、清理、焊修、粗加工，其特征在于鑄件清理后依次進(jìn)行分級淬火和低溫回火的雙相熱處理工藝，第一次淬火處理的溫度為880℃～950℃，水淬；第二次淬火處理的溫度為770℃～850℃，水淬；低溫回火處理的回火溫度為170℃～250℃，水冷或空冷。雙相鑄鋼水輪機(jī)葉片與成分相當(dāng)?shù)钠胀ㄨT鋼水輪機(jī)葉片相比，其抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度均有大幅度的提高，其耐磨性能更優(yōu)，且經(jīng)雙相熱處理后的水輪機(jī)葉片，不必使用價(jià)格昂貴的Cr、Mo、Ni等合金元素也能獲得很高的綜合機(jī)械性能。
文檔編號C21D1/60GK1948515SQ20061013845
公開日2007年4月18日 申請日期2006年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月15日
發(fā)明者楊希敏, 楊云松, 丁大宇 申請人:楊希敏