風機軸鍛件技術條件詳解

風機軸作為風力發電機組的核心傳動部件，其技術條件直接關系到機組20年以上的使用壽命。以下是風機軸鍛件的關鍵技術條件規范：

一、材料技術要求

化學成分（以34CrNiMo6為例）

C:0.30-0.38% Si:0.10-0.40% Mn:0.50-0.80%

Cr:1.30-1.70% Ni:1.30-1.70% Mo:0.15-0.30%

P≤0.015% S≤0.005% [H]≤1.0ppm

冶煉要求

必須采用電爐+LF精煉+VD真空脫氣工藝

氧含量[O]≤15ppm，夾雜物評級A/B/C/D類均≤1.5級

二、鍛件鍛造工藝規范

關鍵工藝參數

工序溫度控制變形量要求特殊控制要點

加熱 1180±20℃ - 階梯式升溫 

鐓粗 1150-1100℃ 壓縮比≥60% 中心壓實 

拔長 1050-950℃ 鍛造比≥5 多向鍛造 

終鍛 ≥850℃ - 紅外測溫監控 

組織要求

晶粒度：ASTM 6-8級（關鍵截面）

流線：連續度≥95%，與軸線夾角≤15°

三、熱處理技術條件

調質處理

淬火：850-880℃保溫后水淬（芯部冷卻速率≥5℃/s）

回火：620±10℃保溫12h（真空爐處理）

性能指標

抗拉強度：850-1000MPa

屈服強度：≥700MPa

延伸率：≥16%

-40℃沖擊功：≥40J（V型缺口）

四、尺寸與形位公差

加工余量

直徑范圍(mm)粗加工余量(mm)精加工余量(mm)

≤500 12±2 2±0.5 

500-1000 15±3 3±0.5 

>1000 20±5 5±1.0 

關鍵公差

軸承位圓柱度：≤0.01mm

法蘭端面跳動：≤0.03mm/m

軸身直線度：≤1mm/8m

五、無損檢測要求

超聲波檢測

檢測標準：EN 10228-3 Class 2

驗收標準：

單個缺陷≤Φ2mm

密集缺陷面積≤20mm2

底波損失≤6dB

表面檢測

磁粉檢測：按ISO 4986標準

滲透檢測：按ISO 3452標準（不銹鋼材質）

六、表面處理

防腐涂層

陸上風機：熱噴鋅（80-120μm）+封閉漆

海上風機：HVOF噴涂WC-10Co-4Cr（200-300μm）

強化處理

噴丸強度：0.35-0.45mmA

表面壓應力：≥-600MPa

七、特殊試驗

全尺寸疲勞試驗

試驗載荷：1.5倍額定扭矩

循環次數：≥10?次（R=-1）

斷裂韌性測試

CTOD試驗：δ≥0.15mm（-40℃）

八、文件與認證

必備文件

材料質保書（含熔煉分析）

熱處理工藝曲線記錄

全尺寸檢測報告

無損檢測報告

認證要求

陸上風機：GL2010認證

海上風機：DNVGL-ST-0376認證

九、特殊工況補充要求

低溫環境

-40℃夏比沖擊：側膨脹值≥0.38mm

斷裂韌性：KIC≥80MPa·m1/2

腐蝕環境

鹽霧試驗：≥3000小時（ISO 9227）

氫致開裂試驗：通過NACE TM0284

注：本技術條件需結合IEC 61400-6和GB/T 19072等標準執行。對于8MW以上風機主軸鍛件，需額外進行有限元分析驗證應力分布（安全系數≥1.8）。關鍵截面應進行殘余應力測試（X射線衍射法），表面應力梯度≤15%/mm。