风电机组高强度螺栓调质热处理工艺研究(图表)

　　中国风电材料设备网讯：摘　要：重点介绍风电机组用高强度M36 以上大螺栓调质处理以及GB/T GB/T3098.1 中的设计要求，对选材分析与调质处理工艺及执行过程进行阐述，并根据热处理技术专业角度，对质量控制要点进行了说明。
　　大规格高强度螺栓一般指M36以上10.9 级产品，不仅要求具有很高的抗拉强度和屈服比，而且还要具有很高的低温冲击性能。以风能、核能为主的新能源机组连接的重中之重，制造的难点之一也在于大规格高强螺栓调质处理，而在其材料选用的是35CrMoA 、42CrMoA 或40CrNiMo 钢。
　　众所周知，高强度紧固件的机械性能试验结果是重点考核的产品质量指标，也是涉及风电机组安全的重要指标。35CrMoA 、42CrMoA或40CrNiMo 钢的主要问题是淬透性差，对高强度螺栓调质处理的工艺及过程的有效控制，提高机械性能起到至关重要的作用。因此，研究35CrMoA 、42CrMoA 或40CrNiMo钢高强度螺栓热处理工艺参数与其性能及组织的关系，对于提高风电机组产品的质量有着重要的作用。
　　1. 调质过程描述
　　1.1 调质的定义
　　调质处理即淬火加高温回火的热处理工艺，以获得回火索氏体组织，其中渗碳体呈颗粒状均匀分布。对于风电机组用高强度大螺栓主要是中碳合金钢，以期获得良好的综合机械性能，对于10.9 级螺栓调质热处理的回火温度应选在500℃以上。
　　1.2 调质处理目的
　　与正火加回火热处理过程相比,35CrMoA 、42CrMoA 或40CrNiMo钢经调质处理后，在硬度相同的条件下，它的屈服比、韧度和塑性会得到明显地提高，晶粒将会得到进一步的细化。当钢的晶粒越细小，位错源到晶界的距离就越小，发生位错的数量就越少，也就越不易激发相邻位错源开动，滑移不易转到另一晶粒，使得韧度大大提高；同时，晶粒越细小，晶内与晶界变形差异越小，变形越均匀，应力集中度小，不易开裂；单位面积晶粒多，有利于变形取向增多，晶界多曲折，对裂纹扩展有抑制作用。通过调质处理可以获得较为细小的晶粒和均匀的心部组织，35CrMoA 、42CrMoA或40CrNiMoA 钢晶粒度一般可达到6 级以上，并能获得均匀的回火索氏体，对改善螺栓的抗疲劳强度有良好的效果。