回火处理风电轴承的冶金技术应用

由于风电轴承特殊的服役条件，用户对其低温冲击功和常温力学性能的要求越来越高。低温冲击功和常温力学性能是决定风电轴承寿命及可靠性的重要性能指标，风电轴承套圈调质热处理工艺参数则是影响它们的重要因素之一.

为了进一步提高风电轴承的低温冲击功和常温力学性能，深入研究了风电轴承调质处理的淬、回火温度对其影响规律。采用4种不同的淬火工艺（淬火温度分别为：800、820、840和860℃）和5种不同的回火温度（570、590、610、630、650℃）组成的20种调质处理工艺对试验样圈进行试验。淬火时间为2～3小时，介质为高分子水剂，浓度为2%～5%；回火时间为4～6小时。对调质工艺处理后的样圈进行低温冲击功和常温力学性能检验，取样方向为样圈周向，取样位置为端面的中间距样圈端面12.5mm处。通过对试验数据组的比对，获得了风电轴承套圈调质处理理想的工艺参数。

试验研究结果表明：在回火温度相同的情况下，随着淬火温度的升高，调质试样的低温冲击功也随之增加，但是当淬火温度超过840℃时，低温冲击功反而下降。这是由于随着淬火温度的升高，原始组织中的铁素体越来越多地溶解于奥氏体，淬火后马氏体的含量越多，回火后得到的回火索氏体组织就越多，未溶铁素体就越少，因此冲击功越高。

但是当淬火温度超过840℃时，原始组织中的铁素体已经全部溶解，若再增加淬火温度，将使奥氏体的晶粒粗大，造成淬火后的马氏体组织粗大，致使回火后得到粗大的回火索氏体组织，最终导致冲击功降低。因此，在实际生产中制定风电轴承锻件调质工艺时，若采用浓度为2%～5%的高分子水剂作为淬火介质，淬火加热温度不宜超过840℃。

在淬火温度相同的情况下，随着回火温度的升高，调质试样的低温冲击功也随之增加，但是过高的回火温度将导致强度和硬度的降低，因此，在实际生产中制定风电轴承锻件调质工艺时，应考虑回火温度对锻件强度和硬度的影响。

当回火温度相同时，随着淬火温度的升高，钢的强度和硬度增加，当淬火温度相同时，随着回火温度的升高，钢的强度和硬度降低，塑性和韧性升高。

综合考虑风电轴承套圈调质淬、回火温度对其低温冲击功和力学性能的影响规律，确定风电轴承套圈调质热处理理想的工艺参数如下：淬火加热温度为840℃+/-10℃；回火加热温度为630℃+/-10℃；淬火介质为2%～5%高分子水剂。