一种镍-铬减少的合金构件，其按重量计具有大约0.38％至大约0.43％的C、大约0.15％至大约0.30％的Si、大约1.00％至大约1.25％的Mn、大约0.75％至大约0.90％的Ni、大约1.00％至大约1.30％的Cr、大约0.25％至大约0.35％的Mo、大约0.05％至大约0.12％的V、高达大约0.015％的S、高达大约0.015％的P、高达大约015％的Cu，以及余量的铁和携带的杂质。构件具有对应于大于大约10英寸的理想直径的淬透性。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种镍-铬减少的合金构件，其按重量计具有大约0.38％至大约0.43％的C、大约0.15％至大约0.30％的Si、大约1.00％至大约1.25％的Mn、大约0.75％至大约0.90％的Ni、大约1.00％至大约1.30％的Cr、大约0.25％至大约0.35％的Mo、大约0.05％至大约0.12％的V、高达大约0.015％的S、高达大约0.015％的P、高达大约015％的Cu，以及余量的铁和携带的杂质。构件具有对应于大于大约10英寸的理想直径的淬透性。【专利说明】马氏体合金构件和形成马氏体合金构件的工艺
本专利技术涉及马氏体合金、包括马氏体合金的物品，以及形成合金的工艺。更具体地，本专利技术涉及一种镍-铬减少的马氏体合金和形成镍-铬减少的马氏体合佥的工艺。
技术介绍
风力涡轮机暴露于来自风的显著操作应力、旋转力以及多个叶片的重量。操作应力通常被带有取决于地理位置的极限的环境温度放大。用于风力涡轮机的构件的材料必须能够在整个温度范围内承受操作应力和应变。 风力涡轮机具有主轴，其将功率从转子传输至发生器。当风力涡轮机将它们的输出从1.5和2.5兆瓦(MW)增加至3，4，5和6MW时，风力涡轮机传动轴的尺寸和所需性能增加。此外，来自齿轮箱构件(诸如行星齿轮运载器)的载荷典型地对于常规球墨铸铁等级(铁素体/珠光体等级)而言太高。铸造/淬火钢是齿轮箱构件和具有大于3吨的尺寸的传动轴的选择材料。该轴典型地由钢锻造机加工而成。轴的材料通常为具有关键的疲劳特性的、淬火回火的高强度低合金钢。目前用于这些大型风力涡轮机构件的常用合金为34CrNiMo6钢。镍和铬提供合金的合乎需要的淬透性。虽然34CrNiMo6钢提供了期望的淬透性和裂纹扩展转变温度(FATT)，但在34CrNiMo6钢中使用的镍和铬为昂贵的，从而提高了风力涡轮机和更换轴的价格。 用于风力涡轮机构件的期望特征是_40°C (-40° F)的FATT。FATT为材料的断裂面为50%的低能量脆性开裂和50%的高能量韧性纤维时的温度。材料的组分以及形成和热处理材料的工艺两者影响FATT。FATT为重要的，因为其代表脆性断裂在其之上将不发生的温度。FATT越低，材料的韧性越好。 马氏体不锈钢(诸如34CrNiMo6钢)具有卓越的强度，低的脆韧转变温度，并且厚区段中的良好淬透性已经长期用作涡轮轴材料。减少合金中的Ni和Cr的量降低了淬透性，这减少形成在材料中的马氏体的量。减少马氏体的量具有升高材料的FATT的不合乎需要的结果。 马氏体合金和形成廉价马氏体合金的方法将在本领域中为合乎需要的，该廉价马氏体合金具有减少量的镍和铬，并且不遭受以上缺点。
技术实现思路
在本公开的示例性实施例中，一种马氏体合金构件按重量计包括: 大约0.38 %至大约0.43 %的C ; 大约0.15%至大约 0.30%的 Si ; 大约1.00%至大约 1.25% 的 Mn ; 大约0.75% 至大约 0.90% 的 Ni ; 大约1.00%至大约 1.30%的 Cr ; 大约0.25% 至大约 0.35% 的 Mo ; 大约0.05%至大约0.12%的V; 高达大约0.015%的S ; 高达大约0.015%的P ; 高达大约0.15%的Cu ;以及 余量的铁和附带的杂质。 构件具有对应于大于大约10英寸(25.4cm)的理想直径的淬透性。 在本公开的另一个实施例中，一种形成镍-铬减少的马氏体合金构件的方法包括锻造镍-铬减少的合金构件，其按重量计包括: 大约0.38 %至大约0.43 %的C ; 大约0.15%至大约 0.30%的 Si ; 大约1.00%至大约 1.25%的 Mn ; 大约0.75 % 至大约 0.90 % 的 Ni ; 大约1.00%至大约 1.30%的 Cr ; 大约0.25 % 至大约 0.35 % 的 Mo ; 大约0.05%至大约0.12%的V ; 高达大约0.015%的S ; 高达大约0.015%的P ; 高达大约0.15%的Cu ；以及 余量的铁和附带的杂质。 在锻造之后，镍-铬减少的马氏体合金构件被奥氏体化，淬火以及回火。回火的锻造合金具有对应于大于大约10英寸(25.4cm)的理想直径的淬透性。 一种马氏体合金构件，按重量计包括:大约0.38%至大约0.43%的C ;大约0.15%至大约0.30%的Si ;大约1.00%至大约1.25%的Mn ;大约0.75%至大约0.90%的Ni ;大约1.00%至大约1.30%的Cr ;大约0.25%至大约0.35%的Mo ;大约0.05%至大约0.12%的V;高达大约0.015%的S ;高达大约0.015%的P ;高达大约0.15%的Cu;以及余量的铁和附带的杂质；其中，构件具有对应于大于大约10英寸的理想直径的淬透性。 优选地，构件包括大约1.05至大约1.25%的Mn。 优选地，构件包括大约1.15%的Mn。 优选地，构件具有对应于从大约10英寸至大约18英寸的理想直径的淬透性。 优选地，构件具有对应于从大约11英寸至大约12英寸的理想直径的淬透性。 优选地，构件具有对应于大约11.4英寸的理想直径的淬透性。 优选地，构件具有对应于从大约13英寸至大约14英寸的理想直径的淬透性。 优选地，构件具有对应于大约13.3英寸的理想直径的淬透性。 优选地，马氏体合金构件还包括低于_40°C的构件的表面处的裂纹扩展转变温度。 优选地，马氏体合金构件还包括低于30°C的构件的最大厚度处的裂纹扩展转变温度。 优选地，马氏体合金构件具有小于大约62 μ m的平均颗粒尺寸。 优选地，马氏体合金构件具有大于大约650MPa的构件的表面处的屈服强度。 优选地，马氏体合金构件具有大约800MPa至大约100MPa之间的构件的表面处的抗拉强度。 优选地，构件具有大于20英寸的厚度。 优选地，构件为风力涡轮机轴。 优选地，风力涡轮机轴具有至少一个实心节段。 优选地，风力涡轮机轴具有至少一个中空节段。 一种形成马氏体合金构件的工艺，工艺包括:锻造合金，合金按重量计包括:大约0.38%至大约0.43%的C ;大约0.15%至大约0.30%的Si ;大约1.00%至大约1.25%的Mn ;大约0.75%至大约0.90%的Ni ;大约1.00%至大约1.30%的Cr ;大约0.25%至大约 0.35%的Mo ;大约0.05%至大约0.12%的V ;高达大约0.015%的S ;高达大约0.015%的P ;高达大约0.15%的Cu ;以及余量的铁和附带的杂质；对锻造的合金进行奥氏体化；对奥氏体化的合金进行淬火；以及对淬火的合金进行回火；其中，构件具有对应于大于大约10英寸的理想直径的淬透性。 优选地,构件具有大于20英寸的厚度。 优选地，构件是风力涡轮机轴。 从结合附图进行的优选实施例的以下更详细的描述，本专利技术的其它特征和优点将为显而易见的，该附图经由实例示出本专利技术的原理。 【专利附图】【附图说明】 图1为包括多个节段的轴的示意图。 【具体实施方式】提供具有多个预定特性的示例性镍-铬减少的合金构件，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种马氏体合金构件，按重量计包括：大约0.38％至大约0.43％的C；大约0.15％至大约0.30％的Si；大约1.00％至大约1.25％的Mn；大约0.75％至大约0.90％的Ni；大约1.00％至大约1.30％的Cr；大约0.25％至大约0.35％的Mo；大约0.05％至大约0.12％的V；高达大约0.015％的S；高达大约0.015％的P；高达大约0.15％的Cu；以及余量的铁和附带的杂质；其中，所述构件具有对应于大于大约10英寸的理想直径的淬透性。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：J·里奇，T·F·马卡，J·R·伍德，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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