耐低温冲击的风电变桨、偏航轴承套圈用４２ＣｒＭｏＶＮｂ钢。组成为Ｃ：０．４２～０．４５、Ｓｉ：０．１５～０．３０、Ｍｎ：０．６０～０．９０、Ｃｒ：０．９０～１．２０、Ｍｏ：０．１５～０．３０、Ｎｉ：０．３５～０．６０、Ｖ：０．０８～０．１５、Ｎｂ：０．０３～０．０６、Ｃｕ：≤０．２０、Ａｌ：≤０．０５、Ｓ：≤０．０１５、Ｐ：≤０．０１５、Ａｓ：≤０．０１５、Ｓｎ：≤０．０１２、［Ｏ］：≤２０ＰＰＭ、［Ｈ］：≤２．０ＰＰＭ其余部分为Ｆｅ和正常的杂质。在现有４２ＣｒＭｏ钢中增加钒Ｖ及铌Ｎｂ，细化钢组织，提高了钢在低温下的抗冲击能力。碳Ｃ含量取上限值，以利表面淬－回火后达到ＨＲＣ５５～６０要求。炼钢中用铝Ａｌ、砷Ａｓ、锡Ｓｎ、造渣、脱气，增加含量。用三个试样在－４０℃时检测的冲击功Ａｋｖ达９１Ｊ、９７Ｊ、９８Ｊ，是标准值的３．３７倍以上，不仅超过－４５℃的要求值，经折算后，－７０℃时也能满足Ａｋｖ＝２７Ｊ。为更低温度下要求冲击功用钢的研制开创了先例。填补了国内空白。可用于轴承和机械零部件，特别是风电变桨、偏航轴承。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种耐低温冲击的合金结构钢。属合金类(C22C)。 可用于轴承和机械另部件，特别是用于风力发电机变桨、偏航轴承套圈。(二)
技术介绍
-作为可再生能源之一的风力发电，我国拥有的储量及可开发量居世界首 位，现已列入国家能源发展的国策。由于风力源地处高山、髙原、海岸及近 海，气温、环境差异很大，风电机组又安装在几十、上百米高的塔架上，对 与机组配套所用的变桨、偏航转盘轴承，风电制造厂家提出了如下要求20 年内不得更换、大修；抗风沙，耐盐碱气候；满足土45。C的环境要求，在-45 nC下其冲击功Akv》27J。我国新制定的JB/T10705，2007标准中，对偏航、 变桨轴承套圈材料低温冲击功，在-30。C条件下规定Akv不小于27J。在上述 风力发电机轴承的专用标准中，规定了偏航、变桨轴承套圈材料采用42CrMo， 其性能应符合GB/T3077-1999的规定，也可采用满足性能要求的其他材料。 用户提出的在-45°C下冲击功Akv》27J的要求，已高于JB/T10705-2007标准。 为了满足用户的要求，向国内外几大特钢公司及中钢院提出订货咨询，无一 家能提供钢材的化学成份及冷冲击功的数据，美国Timken及德国Thyssen Krupp两公司答应可以提供满足要求的钢材，但均不能提供详细的化学成份。査阅国外钢材资料，德国、美国都有42CrMo的钢号。现将我国42CrMo、 西德42CrMo4、美国4140钢的化学成份列于表1 表1<table>table see original document page 3</column></row><table>查阅国内钢材资料，国内尚无用于风电偏航、变桨轴承套圏的专用钢材。因此，在今年颁布实施的JB/T10705-2007标准中，只好沿用转盘轴承通用的 42CrMo钢号，并指出"也可采用满足性能要求的其他材料"。意即风电偏航、 变桨轴承套圈的专用钢材，有待研发，成功了即可采用。
技术实现思路
本专利技术提出的耐低温冲击的风电变桨、偏航轴承套圈用42CrM。VNb钢，就 是解决现有的合金钢42CrM不能满足风电制造厂家提出的偏航、变桨轴承套圈材料在—45。C下冲击功Akv》27J的要求的问题。为此自行研发满足要求 的新型轴承用钢提上日程。 本专利技术技术方案如下耐低温冲击的风电变桨、偏航轴承套圈用42GrM。VNb钢，其特征是它由 如下组分和含量组成(按重量百分比计) C:0.42 0,45Si:0.15 0.30 Mn: 0.60 0. 90 Cr: 0,90 1. 20 Mo:0.15 0. 30 Ni: 0,35 0. 60V:0.08 0. 15 Nb: 0.03 0. 06Cu:《0.20 Al:《0.05S:《0.015 P:《0.015As:《0.015Sn:《0.012 :《20PPM :《2. OPPM其余部分为Fe和正常的杂质。 在上述范围内组分和含量组成的优化数值方案，在实施例中描述。 上述各组分和含量对本专利技术提出的轴承钢42CrMoVNb性能影响如下1) 本专利技术钢与表l比增加抗冷冲击的fl^f&^金，钥及铌既可细化钢的组织，又 提高了钢在低温下的抗冲击能力。钢中钒V为0.08M). 15%,铌Nb为0.03~0.06%。2) 碳C含量与表1中C含量比调整至0.42 0. 45%，即取0. 38 0. 45%的 偏上限值，以利于表面淬-回火后达到冊C55 60的要求。3) 硅Si、锰Mn、铬Cr、钼Mo基本取GB/T-3077-1999原定值。5) 因铜Cu影响残留奥氏体含量，硫S、磷P影响钢的冷、热脆性，属有 害元素，为保证钢材质量，故在原定值范围内取偏下值予以控制。6) 特钢厂所用的废钢中含镍M量较高，考虑到Ni对细化组织有利，故将 原定《0.30%调整为0.30 0.60%，检测的晶粒度为7级，比规定的5级高了 2级，更加细化，说明适当增加M含量是有益的。7) 炼钢中要使用铝A1、砷As、锡Sn造渣、脱气，故增加了其在钢中含量的要 求，同时钢中的氧、氢含量是影响材料质量的重對射示，故亦提出了要求及检测。上述耐低温冲击的风电变桨、偏航轴承套圈用42CrM。VNb钢的冶炼方法，其特征是，包括下列步骤l)采用偏心炉底出钢法EBT电炉，加入炼钢生铁及废钢； 2卿埋弧桶炉LF钢包，駄氩气Ar 、^S^ 0.1~0.5m"分，进行炉外精炼，按力PAFe^v、 Fe-Nb、 F^Mn、 F&0#^以调翻的化学敝3)真空脱气，真空度为《l00Pa，时间》10分，以脱去钢中。 检测方法按提出的设计要求，在特钢厂小样冶炼、测试的基础上，以电炉-炉外精炼-真空脱气的冶炼方法完成了 14吨新钢种的试制、抽样化验、检测，并锻造了三种共14件的环形锻件，以用于1.5MW风电变桨轴承的试制。本专利技术有益效果i. 本专利技术设计研制的42CrMoVNb新钢种填补了此钢种的国家空白。测试数 据表明本新钢种不仅满足了耐-45CC低温下冲击功Akv》27J的风电变桨、偏 航轴承套圈用钢的要求，且Akv》91J，其测试数据见表2，为更低温度下要求 冲击功用钢的研制开创了先例。钢中钒V为0. 08 0.15%，铌Nb为0. 03 0. 06%。 尽管含量较少，但三个试样在"4(TC的条件下检测的冲击功Akv却达到了 91J、 97J、 98J，是标准要求值的3.37倍以上，此冲击功值不仅超过-45° C的要求， 折算后，在-70。C的条件下，满足AkF27J也无问题。ii. 见表2，本专利技术新钢的力学性能、酸检、晶粒度等均达到要求。表2<table>table see original document page 5</column></row><table>iii.本新钢42CrM。VNb可广泛用于耐低温冲击的轴承及各种机械零部件。 具体实施例方式本实施例耐低温冲击的风电变桨、偏航轴承套圈用42CrM。VNb钢，由如 下的组分和含量组成(按重量百分比计)C: 0. 43 Mo: 0.16 Cu: 0.08 As: 0.011Si: 0.26 Ni: 0. 4 Al: 0.023 Sn: 0. 007Mn: 0. 74 V: 0.10 S:O.OIO 督PMCr: 1.03 Nb: 0. 045 P: 0.008 :l. 7PPM其余部分为Fe和正常的杂质。上述组分和含量的耐低温冲击的风电变桨、偏航轴承套圈用42CrMoVNb 钢的冶炼方法，包括下列步骤l)采用偏心炉底出钢法EBT电炉，加入炼钢生铁及废钢；2)采用埋弧桶 炉LF钢包，通入氩气Ar流量为0.1 0.5mV分，进行炉外精炼，按上述组分 和含量要求加入Fe-v、 Fe-Nb、 Fe-Mn、 Fe-Cr等相应的合金，以调整钢的化学 成分；3)真空脱气，真空度为《100Pa，时间》10分，以脱去钢中。权利要求1.耐低温冲击的风电变桨、偏航轴承套圈用42CrMoVNb钢。其特征是它由如下的组分和含量组成(按重量百分比计)C0.42～0.45 Si0.15～0.30 Mn0.60～0.本文档来自技高网...
【技术保护点】
耐低温冲击的风电变桨、偏航轴承套圈用４２ＣｒＭ↓［ｏ］ＶＮ↓［ｂ］钢。其特征是它由如下的组分和含量组成（按重量百分比计）：Ｃ：０．４２～０．４５Ｓｉ：０．１５～０．３０Ｍｎ：０．６０～０．９０Ｃｒ：０．９０～１．２０Ｍｏ：０．１５～０．３０Ｎｉ：０．３５～０．６０Ｖ：０．０８～０．１５Ｎｂ：０．０３～０．０６Ｃｕ：≤０．２０Ａｌ：≤０．０５Ｓ：≤０．０１５Ｐ：≤０．０１５Ａｓ：≤０．０１５Ｓｎ：≤０．０１２［Ｏ］：≤２０ＰＰＭ［Ｈ］：≤２．０ＰＰＭ其余部分为Ｆｅ和正常的杂质。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：文宇，
申请(专利权)人：文宇，
类型：发明
国别省市：90[中国|成都]
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