34CrNi3Mo钢压缩机叶轮的真空热处理工艺

　　叶轮是离心压缩机产品的核心部件，在产品运行过程中通过高速旋转(可达10000r/min以上)对气体做功，以提高气体压力满足工业流程的需要，该类叶轮制造后的力学性能使用要求一般都较高。其中高压离心压缩机多是窄流道叶轮，常采用真空钎焊+真空热处理的方法进行叶轮制造，因此叶轮真空热处理的工艺参数是否合适对叶轮材料的力学性能影响较大，甚至会影响离心压缩机机组的安全可靠运行。

　　某34CrNi3Mo钢压缩机叶轮真空热处理后力学性能的技术要求指标为: 规定塑性延伸强度Rp0.2≥780MPa、抗拉强度Rm≥850 MPa、伸长率A≥12%、断面收缩率Z≥35%、冲击吸收能量KU2≥39 J。本文作者对34CrNi3Mo钢进行了一系列不同工艺参数的真空调质热处理工艺试验，确定了合适的工艺参数，最终满足了该压缩机叶轮力学性能的技术要求。

　　1 试验材料及方法

　　1.1 试验材料

　　本次试验选用退火态34CrNi3Mo圆钢(Φ200mm×600mm)，加工成尺寸为150mm×35mm×35mm的试验件进行不同工艺参数的真空调质热处理工艺试验。利用GS1000型直读光谱仪对试验件进行材料化学成分分析，分析结果见表1。由表1可见，该试验件的化学成分满足JB/T 6396—2006《大型合金结构钢锻件 技术条件》对于34CrNi3Mo钢的各项化学成分要求。

　　1.2 试验条件与方法

　　本次真空调质热处理工艺试验选用ZQL-200-1250型单室真空炉按以下内容要求进行。

　　1) 真空淬火工艺参数冷态抽真空至2 ×10^-2Pa; 以300℃/h速率加热到880℃分别保持180、240min; 保温结束后立即填充高纯氩气体，气体快速冷却到65℃出炉。

　　2) 真空回火工艺参数冷态抽真空至2×10^-2Pa; 以360℃/h 速率加热到540、560、580、600、620℃保持120、270min; 保温结束后立即填充高纯氩气体，气体快速冷却到65℃ 出炉。

　　3) 性能及显微组织检测

　　用布氏硬度计HBSD-3000，按GB/T231—2009《金属材料布氏硬度试验》规定检测样件布氏硬度; 用微机控制电液伺服万能试验机4505D，按GB/T 228.1—2010《金属材料 拉伸试验第1部分: 室温试验方法》规定检测材料抗拉强度、规定塑性延伸强度、断后伸长率和断面收缩率; 用数显式冲击试验机JBS-300，按GB/T229—2007《金属材料夏比摆锤冲击试验方法》规定检测常温冲击吸收能量; 用光学金相显微镜GX51，按GB/T13298—1991《金属显微组织检验方法》规定检测显微组织[1]。

　　2 试验结果及分析

　　2.1 淬火和回火

　　工艺对材料性能的影响

　　1) 保温180min淬火加热880℃保持180min后进行淬火处理，再分别进行580、600℃回火，力学性能检测结果(每种3件平均值)如表2所示。