锻件质量检验手册

表3-33 维氏硬度试验方法与规程试验内容维氏硬度（HV）试验方法采用维氏硬度计用两个相对面夹角为136°的正立方棱锥金刚石压头，在一定的负荷作用下，压入试样，经规定的负荷F和保持时间，卸除负荷后，测出棱形压痕两对角线的长度，取其平均值为d,计算出方棱形压痕的表面积A，以F/A的比值作为维氏硬度值，以HV表示，量纲为MPa。

维氏硬度计算公式为：式中 F—试验力，kgf（N）；d—压痕两对角线d1和d2的算术平均值（mm）当试验力的单位用牛顿表示时：试验规程1）试样的试验面一般为光滑平面，不应有氧化皮及外来污物，试验面的粗糙度必须保证压痕对角线能精确地测量，一般不应高于R a0.2um，试样或试验层的厚度至少应为压痕对角线平均长度的1.5倍，检验后，试样背面不应出现可见变形痕迹。

2）试验一般在10-35℃温度下进行，对温度有较严要求的试验，应控制在（23±5）℃之内3）一般应选用下表中规定的试验力进行试验：硬度符号试验力/kgf（N）硬度符号试验力/kgf（N）HV5 5（49.03）HV30 30（294.2）HV10 10(98.07) HV50 50 (490.3)HV20 20(196.1) HV100 100(980.7)4)试样支撑面、压头表面及符台应清洁，试样应稳固地放置于试台上，保证在试验过程中不发生位移和挠面。

5）应均匀平稳地施加试验力，不得有冲击和振动，试验力作用方向应与试验面垂直。

6）施加试验力的时间为2-8s，对钢铁材料，试验力保持时间一般为10-15s；对有色金属为（30±5）S。

如另有要求，保持时间可以延长，其偏差为±2S。

7）对钢铁材料，两相邻压痕中心间距或任一压痕中心距试样边缘距离应不小于压痕对角线平均值的2.5倍；对有色金属，上述距离应不少于压痕对角线平均值的5倍。

8）卸除试验力后，测量压痕两对角线长度，两对角线长度之差不应超过短对角线长度的2%，各向异性明显的材料可不受此限制，但应在有关标准中规定。

9）用压痕对角线平均值计算或从GB/T4340.1-1999中查得维氏硬度值2dF×1.8544=HV2dF×0.1891=HV锻造老家质量控制与检验读本续表3-2元素规定化学成分（质量分数）/%截面积/cm2≤650 ＞650-1300 ＞1300-2600 ＞2600-5200 ＞5200-104200 ＞104200W ≤1.00＞1.00-4.00±0.05±0.09±0.05±0.09±0.05±0.10±0.06±0.12±0.06±0.12±0.07±0.14Al ＞0.15-0.50＞0.50-2.00±0.05±0.10±0.05±0.10±0.06±0.10±0.07±0.12±0.07±0.12±0.08±0.143.4.2力学性能试验1.检验项目和取样数量锻件的力学性能检验项目和取样数量按需方选定的锻件组别确定，见表3-3。

锻件级别检验项目组批条件抽样规定力学性能硬度Ⅰ不检验Ⅱ硬度（HB）同钢号，同热处理炉次，外形尺寸相同或相近的锻件每批检验5%，但不少于5件，同一锻件硬度差不超过40（HB），同一批锻件硬度差不超过50（HB），试验件至少测一处，每处测3点。

锻件较长或形状复杂，则在锻件的头、尾、中间各测一处Ⅲ硬度（HB）单件每件均受检验，硬度差不超过40HB，每处测3点，锻件较长或形状复杂，在头、尾和中间各侧一处ⅣσS（σ0.2）σb δψ A K（HB）同钢号，同热处理炉次，外形尺寸相同或相近的锻件每批抽检数量2%，但不得少于2件，同一锻件只取一组试样，即1个拉伸，2个冲击。

需方有特殊要求时也可增加试样数量每件均受检验，硬度差不超过40（HB），每处测3点，锻件较长或形状复杂，在头、尾和中间各测一处（作参考）ⅤσS（σ0.2）σb δψ A K（HB）单件每件均受检验，取一组试样即1个拉伸，2个冲击。

需方有特殊要求时，可增加试样数量每件均受检验，硬度差不超过40（HB），每处测3点，锻件较长或形状复杂，在头、尾和中间各测一处2．取样位置锻件在相当于钢锭冒口端有足够的加长、加高或加大部位取样，取样位置见图3-45。

①实心轴类锻件的试样在离表面三分之一半径处取，对方形和长形的锻件，自截面对角线距顶角六分之一处取，见图3-45a）。

②空心锻件的试样应在二分之一壁厚上取，见图3+-45b）。

③圆盘锻件在外径加大部位取样时，试样应在加大部位的二分之一高度上取；当在加高部位取样时，试样取自外缘三分之一半径处，见图3-45c）。

④环形锻件在加大部位取样时，应在二分之一高度上取；在加高部位取样，应在二分之一壁厚处取，见图3-45b）。

3．联样方向①轴类、筒类和以拔长为主的锻件，其拉伸、冲击试样取轴向（纵向）。

当取横向或切向时，其力学性能指标应按表3-4规定的百分数降低。

②环类、盘类和以镦粗变形为主的锻件，其拉伸、冲击试样取切向。

4．力学性能复验①当力学性能度试验时，如果试验的试样有缺陷，只要不是因裂纹和白点而使力学性能不符合要求，就允许重新取样试验，作为初次试验结果。

②当某项力学性能初试结果不符合要求时，允许在靠近不合析试样的相邻位置取双倍试样进行该项的复试，复试结果应全部满足要求。

复试后任意一项结果仍不合格时，锻件可以进行重新热处理，并重新取样试验。

重新热处理的次数不得退火二次，回火次数不限。

3.5低倍检验低倍检验是用肉眼或用不大于10倍的放大镜检验锻件表面或断面的宏观组织，所以又叫宏观组织检查。

其主要有：硫印、热酸浸、冷酸浸和断口等。

①硫印是利用照相纸与硫化物的作用，检查锻件的硫化物偏析的程度，同时可间接判断其他元素在钢中的分布。

②热酸浸是把表面加工达Ra3.2-1.6um的低倍试样，放到65-80℃的1：1的盐酸溶液中浸蚀一定时间，以清晰地显示出宏观组织和缺陷，如锻件的流线、残存的树枝晶、各种偏析疏松、夹杂和裂纹等。

对于不宜于热酸的锻件，可采用冷酸浸来检查宏观组织。

冷酸浸要求试样加工表面粗糙度值不高于Ra1.6um，采用硝酸和硫酸的混合液。

③断日检验常使用酸浸过的试样。

断口检验可检查锻件的过熟、过烧、白点、内裂和层状组织及非金属夹杂物等缺陷。

④低倍检验用试样留取位置及长度。

低倍试片应留在冒口端和底部力学性能试样以第3章锻件的质量检验直径,其与基准线的角度即为3、4拐的角度偏差值。

同量则可测出2、5拐的角度偏差值。

第二步，曲轴半冲程的检查。

曲轴半冲程即为镦锻装备在上下模闭后冲头的行程值（没有预镦粗的情况下）。

其测量方法，可将角度基准转到垂直于划线平板位置上，直接测量曲轴销轴颈轴线至曲轴轴线的距离，测得值即为曲轴之半冲程值。

第三步，曲轴弯曲度的检查。

转动曲轴，测出主轴颈至曲轴轴线的距离，求出最大与最小距离之差，即为曲轴的弯曲度。

第四步，曲轴机械加工余量的检查；·测量曲柄臂厚度、主轴颈和销轴颈长度，考虑曲轴弯曲度，计算出曲轴长度方向加工余量分布状态。

·测量主轴颈、销轴颈的直径，考虑其轴线位置和曲轴弯曲度，计算出曲轴径向加工余量分布状态。

·曲柄臂外廊尺寸的检查，应通过专用的曲柄外廊样板进行。

一般将样板分为左右两幅，制出较主轴颈略大的圆孔，从对称轴线分开，样板对拢后，外形需和曲柄零件图形状和尺寸相一致。

将样板套入主轴颈并对拢，则可测出曲柄外廓加工余量分布状态。

检测时要特别注意检查平衡块的连接部位的尺寸。

3.10.3简形锻件的检查①将锻件表面清理干净，检查锻件表面质量，若发现裂纹、重皮、折叠等缺陷，应请有关人员清理干净。

②测量筒形锻件两端外径，记录最大及最小外径尺寸，并用平尺侧量锻件外径母线直线度，记录锻件外径母线和平尺间最大间隙值，确定外径径向方向的加工余量分布状态。

③测量筒形锻件两端内径，记录最大及最小内径尺寸，并用平尽侧量锻件内径母线直线度，测量内径母线和平尺间最大间隙值，确定内径径向方向的加工余量分布状态。

④测量筒形锻件长度尺寸，确定锻件长度方向上加工余量分布情况。

⑤综合分析测量尺寸，总体分析确定锻件加工余量分布状态，确定锻件几何尺寸合格否。

必要时，应采用划线方法确定锻段尺寸。

3.10.4 300MW发电机转子的检查火电设备发电机组，由于其转速高，产生很大的离心力、扭转应力、变形弯曲应力等。

其中转子是机组四大关键件之一，必须保证其长期运转的可靠性、锻件的强度、塑性的韧性要求。

又因中心孔及齿根处均承受很高的应力，故要求整个戴面力学性能保持均匀性和最小的残余应力。

中心孔表面不允许有裂纹和长度超过5mm的非金属夹杂物，以及密集的细小非金属夹杂物。

因此，对发电机转子锻件的检查是非常严格的。

1．300MW发电机转子锻造过程的检查锻造过程的检查结果如表3-所示。

锻件名称300MW发电机转子材料平衡项目工艺制定炉号273011炉号273012钢号34CrNi3Mo kg % kg % kg % 钢型137t,大冒口锻件77000 56.2 82750 60 81750 59.5 钢锭尺寸冒口2060mm 火耗12330 9 8200 6 7650 5.6水口1930mm 冒口切头36670 26.8 36300 26.5 38400 28.8锭身3840mm 水口切头11000 8 9750 7.1 8200 6锻件级别Ⅱ级合计137000 100 137000 100 137000 100锭身质量103t 锻造比7.2 6.9 6.8锻件图：火次温度工艺制定炉号273012实际Ⅰ1200-800℃1.预压钳口2．倒棱φ1900×4300mm先压面后压棱角3．切水口端100mm4．压正式钳把φ1000加热：操作：按工艺1、距锭尾150mm二条横纹2、用三角切肩压钳口3、因天车断路停锭返炉火次温度工艺制定炉号273012实际Ⅰ1200-800℃高温扩散退火45-60h，出炉前10h，使料温提到1220℃加热：加冒口，见冒口余料示意图：Ⅱ1200-800℃1、镦粗：H=φ2000-2800mm加热：镦粗、重修钳口、滚圆：1、镦粗时出现一条顺纹2、钳口大，带不上套筒，掉到地上3、重压钳口4、镦粗时钳口下沉200mm2、拔长：φ900×4350mm注：满砧进给压下双面大于400mm，1200mm砧子加热：拔长：火次温度工艺制定炉号273012实际Ⅲ1200-800℃1、镦粗H=φ2000-φ2800mm2、拔长φ1700×5300mm满钻进给双面压下大于400mm，1200mm砧子加热：1、镦粗偏心，钳口下沉400mm2、拔长φ160mm，偏心3、吹氧35mim4、拔长压下400-450mmⅣ1200-800℃1、拔长φ230×10100mm2、下料3、锻出Ⅲ部加热：Ⅴ1050-800/750℃1、锻出Ⅱ、Ⅰ部2、切掉水口，局部修整Ⅳ部1、下料2、锻Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ部3、水口切除φ700×1100mm加热：Ⅵ1050-800/750℃1、锻出Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ部冒口2、精锻锻不完加热1050℃锻完锻造温度1050-750℃1、锻Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ部2、精锻Ⅴ部3、拔直出成品转子锻件锻后热装炉等温退火。