影响风电机组紧固件品质的原材料因素

1.概述

当前新能源风电机组用高强度紧固件无疑是一个巨大的市场。目前，国内风电机组上采用的紧固件大致有如下三类：

 a .塔筒螺栓：即风力发电机塔座上使用的螺栓，主要使用的是GB/T 1228～1231、DIN6914～6916以及DAST等大六角头钢结构连接副螺栓。

 b. 整机螺栓：即风力发电机上使用的螺栓，主要使用的是GB/T 5782、GB/T 5783、GB/T 70.1、GB/T 6170、GB/T 97等六角头螺栓、圆柱头内六角螺钉、六角螺母及平垫圈。

 c. 叶片螺栓：即连接风力发电机叶片的螺栓，主要为一些产品的非标双头螺柱及T型圆螺母等。

风电机组用高强度紧固件种类多，材质特殊，且紧固件的特殊工况要求其必须具有较高的机械性能。螺栓均为10.9级,少数为12.9级；而螺母则为8级、10级；垫圈的硬度为35-45HRC，这些品种必须进行调质热处理，以达到产品规定的机械性能。

淬火加不同温度的回火或其他表面处理工艺，将赋予紧固件不同的使用性能。在一定条件下，原材料质量的优劣将影响热处理工艺参数的选择，且直接影响机组用高强度紧固件综合力学性能和使用安全。下面主要探讨原材料缺陷影响机组用紧固件品质的工艺因素。

2. 原材料缺陷影响的因素

2.1、外观质量

中碳钢和中碳合金钢棒料、线材应具有良好的表面质量，应圆整、光滑、无凹凸折叠、结疤裂纹、麻点等。如若磨光清除，则应满足钢材实际尺寸。外观缺陷将是引起热处理裂纹的起源，冷拔线材更不允许表面缺陷存在，且要求表面圆度误差在±0.03mm。

2.2、化学成分

合格的化学成分是保证中碳钢和中碳合金钢镦锻性能和热处理后力学性能的基础。对直径大于φ30mm的机组用高强螺栓，淬火后整个截面保证约90%获得马氏体组织；既要达到一定的淬硬层深度,又要保证淬透性。因此，要求钢材的化学成分达到标准的中上限为佳，且强化元素C、Cr、Mn、Mo等平均含量高于标准要求的中限值。

如GB/T3077-1999《合金结构钢》中42CrMoA钢，制造机组用高强螺栓时化学成分特殊要求见表1。

表1         42CrMoA钢化学成分特殊要求      (质量分数W，%)