作者：牛玉温
单位：太原重工铸锻分公司大型锻件厂
来源：《金属加工（热加工）》杂志
25MW电机转子是我公司的重点产品，其材质为34CrMo1A，转身直径约mm，长度约mm，重量约为15t，如图1所示，该件转子成分按JB/T-标准执行，如表1所示。在我厂进行调质处理后交付用户，探伤、力学性能、应力等各项指标均合格。但用户在复试力学性能时，发现底部端（汽端）的屈服指标不达标（见表2）。由于底部端是关键的受力端，位于最大载荷处。因此，用户要求我方进行问题分析并重新做挽救处理。
图1转子粗加工图
表1转子化学成分（质量分数）（%）
表2转子的力学性能
项目
取样位置
要求值
供方自检
需方复检
Rel/Mpa
轴端纵向
轴身切向
轴身径向
冒、/底、
/
/
底、
——
——
Rm/Mpa
轴端纵向
轴身切向
轴身径向
冒、/底、
/
/
底、
——
——
A（%）
轴端纵向
轴身切向
轴身径向
17
16
——
冒23、23/底23.5、24
27/27
21/23
底24、25
——
——
Z（%）
轴端纵向
轴身切向
轴身径向
40
35
——
冒70、70/底70.5、72
68.5/72.5
62.5/65
底69.5、69.5
——
——
Aku/J
轴端纵向
轴身切向
轴身径向
56
40
——
冒、/底、
/
——
——
——
——
注：转子的力学性能要求按JB/T-标准执行。
1.不合格原因分析
（1）取样位置及深度的不同。由于该用户的两端纵向取样区与我方不共用，其位置在我方的取样区靠里，且距表面1/3R要深8～10mm。
（2）热处理工艺上来说，主要为水淬油冷工艺进行冷却，水淬时间与工件的截面大小有关，根据该件的两端直径而言，对于我方的性能达标可以满足，但对于更深层的取样位置则显的水冷时间偏短。
（3）材料自身来说，34CrMo1A转子钢属于Cr-Mo型低合金钢，淬透性较低，有效硬化层浅，调质组织以索氏体、贝氏体、珠光体及少量铁素体为主。对于大型锻件而言，使用钢锭进行自由锻造，无法避免钢锭内部存在的缺陷，如底冒口成分偏析、夹杂、疏松、沉积锥、气体和缩孔等。在大锻件生产过程中，热处理以前的工序包括炼钢、铸锭、锻造，这些工艺过程中产生的缺陷，绝大多数是锻件粗加工后探伤或热处理后检测力学性能的过程中才暴露出来。热处理固然非常重要，但对于许多冶金因素造成的缺陷，如偏析、非金属夹杂、未锻合的疏松、锻造内裂等，不仅不可能通过热处理方法消除，反而可能造成缺陷扩大或锻件报废。
从用户在底部所做的残余拉伸试样上做理化分析，成分如表3所示，金相组织如图2所示，为贝氏体+索氏体+铁素体。
表3底部成品分析
图2底部组织×
2.挽救措施
我方制定了相应的挽救措施：经过测量实际尺寸，在两端部位置有30～40mm厚的试样区，可以作为切向试样用。为方便起吊工件，在底部端焊接一根直径约mm的销子以吊挂工件。由于工件的热处理余量在出厂时已车掉，只剩半精加工余量，在工件表面涂刷防氧化涂料。具体工艺如图3所示。
图3返工热处理工艺
3.返工结果
由于两端取样区只够一次检测用，所以调质后联系用户进行共检，力学性能及应力检测合格。热处理过程中采取了较为保守的办法，工件表面的氧化和变形也都控制在允许的范围内，满足了最终的精加工要求。
4.结语
（1）透能力不足，淬硬层变浅，当取样位置加深后，强度显著降低。
（2）热处理采用水淬油冷工艺对于此类材质的转子是合适的，但考虑到用户取试位置的改变，应适当延长水淬时间，以增加淬硬层厚度。
（3）对于返工产品，提前做好必要的准备工作，并采用较为保守的工艺方法可保证返工件的最终质量。
对于大型锻件来说，质量并不单单依靠个别工序，整个过程包括冶炼、铸锭、锻造、锻后热处理、性能热处理等工序都极大地影响产品的内在质量。只有不断完善过程控制手段，尽力改善各种内在缺陷存在方式，减少缺陷数量，才能为产品最终合格奠定坚实的基础。
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