風電機組高強度螺栓調質熱處理工藝研究(圖表)

　　中國風電材料設備網訊：摘　要：重點介紹風電機組用高強度M36 以上大螺栓調質處理以及GB/T GB/T3098.1 中的設計要求，對選材分析與調質處理工藝及執行過程進行闡述，并根據熱處理技術專業角度，對質量控制要點進行了說明。
　　大規格高強度螺栓一般指M36以上10.9 級產品，不僅要求具有很高的抗拉強度和屈服比，而且還要具有很高的低溫沖擊性能。以風能、核能為主的新能源機組連接的重中之重，制造的難點之一也在于大規格高強螺栓調質處理，而在其材料選用的是35CrMoA 、42CrMoA 或40CrNiMo 鋼。
　　眾所周知，高強度緊固件的機械性能試驗結果是重點考核的產品質量指標，也是涉及風電機組安全的重要指標。35CrMoA 、42CrMoA或40CrNiMo 鋼的主要問題是淬透性差，對高強度螺栓調質處理的工藝及過程的有效控制，提高機械性能起到至關重要的作用。因此，研究35CrMoA 、42CrMoA 或40CrNiMo鋼高強度螺栓熱處理工藝參數與其性能及組織的關系，對于提高風電機組產品的質量有著重要的作用。
　　1. 調質過程描述
　　1.1 調質的定義
　　調質處理即淬火加高溫回火的熱處理工藝，以獲得回火索氏體組織，其中滲碳體呈顆粒狀均勻分布。對于風電機組用高強度大螺栓主要是中碳合金鋼，以期獲得良好的綜合機械性能，對于10.9 級螺栓調質熱處理的回火溫度應選在500℃以上。
　　1.2 調質處理目的
　　與正火加回火熱處理過程相比,35CrMoA 、42CrMoA 或40CrNiMo鋼經調質處理后，在硬度相同的條件下，它的屈服比、韌度和塑性會得到明顯地提高，晶粒將會得到進一步的細化。當鋼的晶粒越細小，位錯源到晶界的距離就越小，發生位錯的數量就越少，也就越不易激發相鄰位錯源開動，滑移不易轉到另一晶粒，使得韌度大大提高；同時，晶粒越細小，晶內與晶界變形差異越小，變形越均勻，應力集中度小，不易開裂；單位面積晶粒多，有利于變形取向增多，晶界多曲折，對裂紋擴展有抑制作用。通過調質處理可以獲得較為細小的晶粒和均勻的心部組織，35CrMoA 、42CrMoA或40CrNiMoA 鋼晶粒度一般可達到6 級以上，并能獲得均勻的回火索氏體，對改善螺栓的抗疲勞強度有良好的效果。