大型汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子鍛件缺陷分析

許燕燕 蘇繼偉

(石鋼京誠裝備技術(shù)有限公司，遼寧115004)

汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子是汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)動部分，它包括主軸、葉輪、葉片、推力盤、軸套、聯(lián)軸器以及轉(zhuǎn)速表、調(diào)速器、主油泵的蝸桿等。我公司最近生產(chǎn)的主軸出現(xiàn)超聲檢測不合格，為了查找原因，對1支主軸進(jìn)行了解剖分析。

1 超聲檢測情況

按照J(rèn)B/T 1265—2002的要求進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)在鍛件水口端距端頭1 m范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)?3 mm～?6 mm連續(xù)性缺陷，最大反射當(dāng)量為?9 mm，深度在中心附近。經(jīng)檢測定位，發(fā)現(xiàn)在距端面0.4 m處缺陷最大，切取50 mm試片進(jìn)行低倍、高倍、能譜等分析。

2 理化分析

2.1 低倍分析

對試片進(jìn)行加工，并采用濃度15%～16.5%和溫度60～80℃的工業(yè)鹽酸進(jìn)行酸洗，低倍檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)試片局部有夾雜物聚集，低倍評定結(jié)果見表1，具體位置及形貌見圖1、圖2。

表1 低倍評定結(jié)果Table 1 Evaluation result at low magnification

圖1 低倍宏觀形貌Figure 1 Morphology at low magnification

圖2 夾雜物聚集放大形貌Figure 2 Magnified morphology of aggregated inclusion

2.2 高倍分析

對缺陷進(jìn)行查找定位，并觀察高倍試樣，發(fā)現(xiàn)存在長約2 mm的兩條條形缺陷，缺陷內(nèi)部充滿物質(zhì)，根據(jù)缺陷顏色和特征初步判定其為氧化物類夾雜物，具體形貌見圖3。

2.3 能譜分析

對高倍觀察到的夾雜物進(jìn)行SEM觀察和能譜成分測定。根據(jù)測定譜圖，可知此夾雜物是以O(shè)、Al、Ca、Mg、Fe為主的氧化物類夾雜物，具體形貌及譜圖見圖4和圖5。

(a)50×(b)100×圖3 條形缺陷形貌Figure 3 Morphology of strip defect

圖4 SEM形貌Figure 4 SEM morphology

圖5 譜圖成分Figure 5 Spectral composition

3 分析討論

低倍檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)試片局部有夾雜物聚集，經(jīng)高倍觀察、超聲檢測定位缺陷為長約2 mm的兩條條形缺陷，缺陷內(nèi)部充滿物質(zhì)，根據(jù)缺陷顏色和特征初步判定其為氧化物類夾雜物，經(jīng)SEM觀察和能譜成分測定可知此缺陷是以O(shè)、Al、Ca、Mg、Fe為主的氧化物類夾雜物。鈣鋁酸鹽夾雜物和鎂鋁尖晶石夾雜物是造成鍛件超聲檢測超標(biāo)的原因。鈣鋁酸鹽夾雜物是保護(hù)渣(CaO-Al2O3-SiO2)與鋼液相互作用的產(chǎn)物，鎂鋁尖晶石夾雜物可能來源于爐渣和鋼包爐襯耐火材料(MgO-C磚)，也有可能是鋼液本身反應(yīng)的產(chǎn)物[1]。

4 結(jié)論

(1)各種檢驗(yàn)結(jié)果表明，導(dǎo)致超聲檢測不合格的原因?yàn)殁}鋁酸鹽夾雜物和鎂鋁尖晶石夾雜物。

(2)分析表明，鈣鋁酸鹽夾雜物是保護(hù)渣(CaO-Al2O3-SiO2)與鋼液相互作用的產(chǎn)物，鎂鋁尖晶石夾雜物可能來源于爐渣和鋼包爐襯耐火材料(MgO-C磚)。通過冶煉和鑄錠過程中加強(qiáng)鋼水質(zhì)量的控制可解決此類問題。

[1] R.凱斯林. 鋼中非金屬夾雜物[M]. 鞍山：鞍鋼鋼鐵情報(bào)研究所，1980.