风力发电机扣件用SCM440铬钼钢热处理条件对显微组织与机械性质.PDFVIP

風力發電機扣件用 SCM440鉻鉬鋼熱處理條件對顯微組織與機械性質 影響之研究 Effect of Heat treatment on microstructure and mechanical property of SCM440 fastener for wind turbine system a ｂ a,b ｃ 孫宏誠 楊勝閔 林東毅 王偉仁 a b c 國立高雄大學化學工程及材料工程學系 國立高雄大學扣件及鋼鐵技術研究中心 工業技術研究院 Hong-Cheng Suna , Sheng-Min Yangｂ, Dong-Yih Lin ｂ, Woei-Ren Wang ｃ a Department of Chemical and Materials Engineering, National University of Kaohsiung b Fastener Steel Research Center, National University of Kaohsiung c Industrial Technology Research Institute Tainan 70955, Taiwan 近年來因應綠色地球趨勢，各國開始積極開發可替代性之綠色能源，而其中以風力發電之技術最為成熟；亦 造成世界各國對風力發電機組各部關鍵零組件的研究與開發。由於風力發電乃利用風力帶動風車葉進行旋轉，再 透過增速機來促使發電機發電；再此，架設高度與環境氣候對扮演結構用之緊固件而言是項嚴苛的考驗，緊固件 必須能承受負荷多軸向的應力作用與耐疲勞性，因此關鍵結構用之扣件用鋼材的選用及機械性質非常重要。本計 畫將以鉻鉬鋼 (SCM440)作為試驗材，使用高溫差掃描熱量分析儀量測高溫熱行為，以瞭解材料基礎性質。除此 之外，藉由高溫熱行為的表現進一步建立高溫組織與溫度之間的影響，此關係對於材料應用之壽命及耐疲勞性具 有相當重要的指標性。 關鍵字 : 鉻鉬鋼、顯微組織 1. 前言 12mm之棒材，SCM 440材料化學成份如表一所示 。即將 製備完成之材料先利用熱分析之數據，再進行熱處理， 符合環保能源之趨勢 ，近年來各國開始爭相開發 可藉由顯微組織之變與及機械性質的差異，建立相關材 綠色之能源 ，其中又以本研究主題目標之風力發電最 料特性之資料庫，實驗流程如圖一所示 。 為普及且商業化 ；而由於風力發電主要是藉由風力帶 動風車葉旋轉 ，透過增速機增速促使發電機得以發 表一：SCM440化學成份表 (wt.%) 電 。而風力發電機主要建造於強風處如高山 、沿岸陸 C Si Mn P S Cu 上與沿岸淺海處 ，故風力發電機之零組件及緊固件經 0.420 0.240 0.820 0.018 0.012 0.010 常年受到酷暑嚴寒和極端溫差的嚴苛考驗 。另外， Ni Cr Mo Al Fe AWEA ( AMERICAN WIND ENERGY ASSOCIATION )之 0.020 0.860 0.160 0.046 Bal. 研究也發現風力發電機隨著高度越高，可發電之風力 效率亦有提升的趨勢。因而可發現風力發電之緊固 件 ，除了需具備抗蝕能力外 ，更須具備其各軸向之剪 切應力之負荷能力故，選擇鉻鉬鋼 (SC