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

研究方案及參數(shù)制訂：某核電主油泵齒輪要求按歐標驗收，對材料的化學(xué)成分及合金組織等控制都要求嚴格，其中鍛件晶粒度要求5級或更細。34CrAlNi7-10材料化學(xué)成分見表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）的力學(xué)性能并滿足規(guī)范要求成為此次研究的難點和目標。因此，試驗思路是在不同鍛造參數(shù)下鍛造同一試樣，然后取樣檢測兩軸端及中間輪盤處晶粒度。對比鍛造前后鍛件內(nèi)部組織情況，最后進行鍛件調(diào)質(zhì)處理并檢驗試樣力學(xué)性能。根據(jù)試驗結(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。

考慮合金元素對始鍛溫度降低的影響，并參考相近牌號合金結(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℃，試驗中選用1100℃、1150℃、1180℃三個溫度段作為試驗始鍛溫度，鍛件終鍛溫度參照相近牌號合金結(jié)構(gòu)鋼，選850℃。

在每個始鍛溫度下，分別鍛造兩組試樣。一個試樣采用直接拔長成型的方式鍛造，另一個試樣采用先拔長到小直徑后鐓粗然后再拔長的方式鍛造，以增加鍛造比來細化組織。通過鍛造對比試驗得出如下結(jié)論：

    （1）通過試驗對比分析了34CrAlNi7-10合金鋼鍛件鍛造成型過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，在鍛造過程中，需嚴格控制坯料的加熱溫度。

    （2）經(jīng)過試驗、分析、檢驗及實際生產(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。對實現(xiàn)核電主油泵齒輪毛坯制造國產(chǎn)化具有重要指導(dǎo)意義，并為今后同類材料的鍛造生產(chǎn)提供了技術(shù)參考。