叶轮材料选择及热处理工艺
摘要：本文通过对叶轮的工作环境及失效形式分析，提出了叶轮的性能要求；经过对材料价格、加工工艺及最终性能等多方面比较分析，确定了叶轮的最终性能；运用了一套完整的热处理工艺；生产出了符合国家标准要求的叶轮。叶轮对国民经济的发展起了重要作用。
关键词：叶轮；材料；热处理；缺陷
引言：叶轮——把能量传给液体的具有叶片的旋转体。叶轮机械是一种以连续旋转叶片为本体，使能量在流体工质与轴动力之间相互转换的动力机械。它不同于往复活塞式机械将工质密闭在变容积的空间中，而是与环境贯通，从而较前者具有更强大的通流能力，为大幅度提高机械的功率提供了有效途径。广义地讲，叶轮机械包括燃气轮机，蒸汽轮机，风力机，水轮机等原动机和鼓风机，水泵等工作机；狭义上的叶轮机械一般指以可压缩流体为工质的燃气轮机和汽轮机。
1叶轮的应用及发展前景
1.1 叶轮的应用
在汽轮机运转中蒸汽喷射到叶片上，产生转动力矩经叶轮传到主轴，高速运转下的叶轮圆周速度。叶轮主要有以下3种形式。闭式：由叶片与前、后盖板组成。闭式叶轮的效率较高,制造难度较大,在离心泵中应用最多。适于输送清水,溶液等黏度较小的不含颗粒的清洁液体；半开式：一般有两种结构其一为前半开式,由后盖板与叶片组成,此结构叶轮效率较低,为提高效率需配用可调间隙的密封环另一种为后半开式,由前盖板与叶片组成,由于可应用与闭式叶轮相同的密封环,效率与闭式叶轮基本相同,且叶片除输送液体外,还具有(背叶片或副叶轮的)密封作用。半开式叶轮适于输送含有固体颗粒、纤维等悬浮物的液体。半开式叶轮制造难度较小,成本较低,且适应性强,近年来在炼油化工用离心泵中应用逐渐增多,并用于输送清水和近似清水的液体；开式：只有叶片及叶片加强筋,无前后盖板的叶轮（开式叶轮叶片数较少2-5 片 )。叶轮效率低,应用较少,主要用于输送黏度较高的液体,以及浆状液体。在汽轮机中选用闭式叶轮。叶轮机械在国民经济尤其是整个重工业体系中占有十分重要的地位。其中燃气轮机已广泛用来作为航空、电站、舰船、导弹、坦克、重载机车等高端领域的核心动力以及冶金、勘探、化工、土木等一般工业领域的主要或辅助动力，因而有越来越多的人认为，燃气轮机的生产水平已成为衡量一个国家工业整体实力的最重要标志之一。
1.2 叶轮的工作条件
叶轮的工作条件一般要求都很高。
例如：
（1）汽轮机叶轮是将传动力矩传到主轴的部件。
（2）转子旋转时离心作用产生的巨大切向力和径向力及振动所产生的反复应力。
（3）蒸汽的腐蚀作用对叶轮损坏很严重。
（4）长期受高温作用而引起的金属蠕变及内外缘温差所引起的热应力及叶轮与主轴配合器所产生的压紧力。
目 录
摘要...............................................................1
关键词.............................................................1
引言...............................................................1
1叶轮的应用及发展前景..............................................1
1.1 叶轮的应用.....................................................1
1.2 叶轮的工作条件.................................................2
1.3 叶轮的材料要求.................................................2
1.4 叶轮的失效形式分析.............................................3
1.4.1 工作环境和断口分析...........................................3
1.4.2 应力的影响..................................................3
1.4.3 缺陷对应力腐蚀裂纹的影响....................................4
1.4.4 应力腐蚀失效的预防措施......................................5
1.5 叶轮的热处理缺陷及预防.........................................5
1.5.1 几种常见热处理缺陷介绍......................................5
1.5.3 热处理的金相分析...........................................9
1.6叶轮的发展前景...............................................11
2 叶轮的性能要求..................................................13
3 叶轮的材料选择..................................................14
3.1 材料合金元素的作用分析.......................................14
3.2 材料加工工艺分析.............................................17
3.3 热处理工艺分析...............................................17
3.4 材料工艺的技术要求...........................................18
3.5 材料的质量控制...............................................18
3.6 材料的价格比较...............................................19
3.7 材料的最终性能比较...........................................19
3.8 材料的最终选择...............................................20
3.9 气体渗碳......................................................20
3.9.1渗碳........................................................20
3.9.2渗碳处理之种类与特点........................................21
3.9.3 气体渗碳的操作.............................................22
4 35CrMoVA叶轮热处理工艺方案设计................................23
4.1 叶轮选用的热处理设备.........................................23
4.2 叶轮的工艺路线..............................................23
4.3 叶轮的热处理工艺制定.........................................23
4.4 叶轮的预备热处理工艺........................................24
4.5 叶轮的最终热处理工艺........................................25
5 叶轮零件图....................................................27
6 35CrMoVA叶轮热处理工艺曲线图..................................29
7 叶轮热处理工艺卡片.............................................30
总结...............................................................32
参考文献...........................................................32
小 结.............................................................33
参考文献
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