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研究目的：確定34CrAlNi7-10材料的加熱溫度曲線(xiàn)及鍛造工藝參數(shù)，實(shí)現(xiàn)核電主油泵齒輪毛坯制造國(guó)產(chǎn)化，并指導(dǎo)今后同類(lèi)材料的鍛造生產(chǎn)。

研究方案及參數(shù)制訂：某核電主油泵齒輪要求按歐標(biāo)驗(yàn)收，對(duì)材料的化學(xué)成分及合金組織等控制都要求嚴(yán)格，其中鍛件晶粒度要求5級(jí)或更細(xì)。34CrAlNi7-10材料化學(xué)成分見(jiàn)表1：

表1 34CrAlNi7-10材料化學(xué)成分

 

如何從鍛造工藝上保證鍛件鍛造比，從而保證齒輪毛坯（特別是輪盤(pán)）的力學(xué)性能并滿(mǎn)足規(guī)范要求成為此次研究的難點(diǎn)和目標(biāo)。因此，試驗(yàn)思路是在不同鍛造參數(shù)下鍛造同一試樣，然后取樣檢測(cè)兩軸端及中間輪盤(pán)處晶粒度。對(duì)比鍛造前后鍛件內(nèi)部組織情況，最后進(jìn)行鍛件調(diào)質(zhì)處理并檢驗(yàn)試樣力學(xué)性能。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果選取相應(yīng)鍛造工藝參數(shù)。

根據(jù)34CrAlNi7-10材料化學(xué)成分，該材料屬于中碳合金鋼。參照相近牌號(hào)中碳合金鋼38CrMoAlA加熱規(guī)范，初步確定Φ350mm圓鋼的鍛前加熱曲線(xiàn)。

考慮合金元素對(duì)始鍛溫度降低的影響，并參考相近牌號(hào)合金結(jié)構(gòu)鋼的鍛造工藝參數(shù)，初步確定該材料的始鍛溫度區(qū)間為1100～1180℃，試驗(yàn)中選用1100℃、1150℃、1180℃三個(gè)溫度段作為試驗(yàn)始鍛溫度，鍛件終鍛溫度參照相近牌號(hào)合金結(jié)構(gòu)鋼，選850℃。

在每個(gè)始鍛溫度下，分別鍛造兩組試樣。一個(gè)試樣采用直接拔長(zhǎng)成型的方式鍛造，另一個(gè)試樣采用先拔長(zhǎng)到小直徑后鐓粗然后再拔長(zhǎng)的方式鍛造，以增加鍛造比來(lái)細(xì)化組織。通過(guò)鍛造對(duì)比試驗(yàn)得出如下結(jié)論：

    （1）通過(guò)試驗(yàn)對(duì)比分析了34CrAlNi7-10合金鋼鍛件鍛造成型過(guò)程中的主要影響因素，確定了該材料始鍛溫度1180℃、終鍛溫度≥850℃、鍛后灰冷的鍛造工藝參數(shù)。另外，在鍛造過(guò)程中，需嚴(yán)格控制坯料的加熱溫度。

    （2）經(jīng)過(guò)試驗(yàn)、分析、檢驗(yàn)及實(shí)際生產(chǎn)證明，所確定的工藝參數(shù)合理，鍛造的主油泵齒輪毛坯符合技術(shù)要求。對(duì)實(shí)現(xiàn)核電主油泵齒輪毛坯制造國(guó)產(chǎn)化具有重要指導(dǎo)意義，并為今后同類(lèi)材料的鍛造生產(chǎn)提供了技術(shù)參考。