Page 29 - 理化检验-物理分册2019年第二期

史可庆, 等: 风电主轴强韧性的提高

表 ６ 升级后拉伸和冲击试验结果
Tab敭６ Tensileandim p acttestresultsafterim p rovement
KV２ ( －２０ ℃ )/ J
试样编号 Rm / MPa R p ０．２ / MPa A / ％ Z / ％
测试值 平均值
９ ７２６ ５６０ １９．０ ６６ ５０ , ４９ , ５１ ５０
１０ ７２３ ５６４ ２２．０ ６９ ５１ , ４９ , ５１ ５０
１１ ７３０ ５７６ ２０．０ ６６ ４８ , ４５ , ４７ ４７
１２ ７１８ ５６３ ２０ ６５ ５２ , ５４ , ５１ ５２
１３ ７１７ ５６３ ２２ ６８ ４９ , ４０ , ４３ ４４
１４ ７２４ ５５３ １９ ６５ ４９ , ５０ , ４７ ４９
１５ ７１４ ５５２ １９．５ ６５ ４７ , ４７ , ４９ ４８
１６ ７０８ ５４５ ２１．５ ７１ ５０ , ５２ , ５１ ５１
合计平均值 ７２０ ５６０ ２０．４ ６７ ５０ , ４８ , ４９ ４９
技术要求 ≥６４０ ≥４９０ ≥１７ ≥６０ ≥１９ ≥２７

仅数值更稳定, 而且远大于技术要求.
３．３ 硬度
在材料中加入钒元素后的硬度试验结果如表 ７
所示.
表 ７ 升级后硬度试验结果
Tab敭７ Hardnesstestresultsafterim p rovement
试样编号 ９ １０ １１ １２ １３ １４ １５ １６

硬度 / HBW ２４３ ２４２ ２４３ ２４０ ２３９ ２４１ ２３８ ２３６
图 ８ 升级后晶粒形貌
３．４ 显微组织 Fi g 敭８ Grainmor p holo gy afterim p rovement
在材 料 中 加 入 钒 元 素 后 的 显 微 组 织 形 貌 如 能力, 从而具有良好的低温韧性 [ ９ ] .
图 ７ 所示, ９~１６ 号试样的显微组织均为回火索氏 ( ２ )钒、 钛、 铌等微合金元素均有细化晶粒的效
果, 微合金元素在钢中容易形成碳化物、 氮化物或碳
体 ＋ 粒 状 贝 氏 体 回 火 组 织. 根 据 GB / T ６３９４－
２０１７ 中的比较法评级得出 ９~１６ 号试样的铁素体 氮化合物等第二相, 第二相可在冶炼钢锭中形成, 也
晶粒度均为 ８．５ 级, 如图 ８ 所示. 可在锻造或轧制过程中析出.该第二相在锻造或轧
制的热变形过程中可对组织起到“ 钉扎” 作用, 且这
些第二相在再结晶过程中又可作为晶粒形核的“ 核
心”, 从而起到细化晶粒的效果 [ １０ ] .

４ 结论

在风电主轴材料 ４２CrMo４ 钢中, 加入质量分数
为 ０．１５％~０．２０％ 的钒元素, 不仅可以提高产品的
屈服强度和冲击韧性, 还可以提高产品冲击韧性数
图 ７ 升级后显微组织形貌
据的稳定性, 降低产品的质量风险.
Fi g 敭７ Microstructuremor p holo gy afterim p rovement
３．５ 分析与讨论 参考文献:
( １ )粗大的晶粒会降低主轴的解理断裂强度,
[ １ ] 史可庆, 刘 哲, 刘 永 超 ． 风 电 主 轴 冲 击 试 验 不 合 格 原
使疲劳裂纹扩展速率增大, 最终会导致主轴发生早
因分析[ J ] ． 金属热处理, ２０１８ , ４３ ( ６ ): ２３７Ｇ２４０．
期疲劳断裂 [ ８ ] .晶粒细小的钢材, 裂纹在扩展过程 [ ２ ] 吴玉兰 ． 风机主轴断裂原因分析[ J ] ． 理化检验( 物理
中会频繁改变断裂路径, 提高主轴抵抗解理断裂的 分册), ２００５ , ４１ ( ２ ): ９９Ｇ１００ , １０４． ( 下转第 ９６ 页)
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