本发明涉及电机轴，具体而言，涉及一种15-600mj储能转轴制备工艺。
背景技术：
1、飞轮储能技术是一种通过旋转的飞轮来存储能量的方法，它利用电能加速飞轮旋转以储存能量，当需要能量时则通过减速释放能量。这种技术具有高功率密度、高效率和长寿命的特点，能够提供快速的响应时间和大量的充放电循环。储能转轴作为飞轮储能系统的核心部件，其应用前景广阔，特别是在提升电网稳定性、促进可再生能源利用以及提高能源效率等方面发挥着重要作用。随着技术的不断进步和成本的降低，预计未来储能转轴将在更多领域得到应用和发展。
2、储能转轴需要具备足够的机械强度来承受高速旋转时产生的离心力。转轴的芯部抗拉强度需大于等于1000mpa，屈服强度大于等于900mpa。这样的强度保证了转轴在长期运行中的稳定性和耐久性。储能转轴需具有良好的高周疲劳性能，以保证在多次循环负载下不发生疲劳破坏，储能转轴芯部高周疲劳性能次数应大于等于300万次。
3、如公开号为cn117181970a的专利，提供了一种25cr2ni4mov钢转子锻件加工方法，依次经过冶炼和铸锭、锻造、热处理等工艺，生产发电机转子用的锻件，采用该工艺方案制备得到的钢转子锻件，在轴向、切向、径向和中芯部取样进行机械性能检测，能满足jb/t8708-2014标准要求，但实际检测的抗拉强度不足900mpa。
4、然而，采用现有的如上述工艺制备储能转轴，也难以达到储能转轴所需的抗疲劳技术要求，难以满足储能转轴芯部抗拉强度≥1000mpa、屈服强度≥900mpa的实际需求，因而影响和阻碍了储能技术优化和发展。
5、基于此，现亟需一种能满足储能转轴高强度抗疲劳所需使用需求的储能转轴及其制备工艺。
技术实现思路
1、本发明所要解决的技术问题：
2、目前，储能转轴难以满足芯部抗拉强度≥1000mpa、屈服强度≥900mpa的强度需求，更难以兼顾耐疲劳性能满足650mpa应力幅下超过300万次的高周疲劳性能。
3、本发明采用的技术方案：
4、本发明提供了一种15-600mj储能转轴，按质量分数计，包括如下组分：
5、c：0.20-0.22％，mn：0.22-0.27％，si：0.26-0.30％，p≤0.01％，s≤0.01％，cr：1.65-1.75％，ni：3.4-3.7％，mo：0.25-0.30％，v：0.06-0.10％，cu≤0.10％，al≤0.01％，as≤0.01％，sn≤0.01％。
6、本发明还提供了一种上述15-600mj储能转轴的制备方法，包括如下步骤：s1钢锭冶炼；s2锻造；s3锻后热处理；s4粗加工；s5性能热处理；
7、其中，s2锻造过程中，依次进行多次镦粗、多次宽砧强压锻造及中心压实锻造。
8、优选地，步骤s1中，依次采用ebt电炉、lf炉及vd炉进行冶炼，后真空浇铸，得到钢锭。
9、优选地，ebt电炉中，按质量分数计，成分控制如下：
10、c：1.00±0.1％，si：0.03±0.01％，mn：0.20±0.10％，cr：1.60±0.50％，ni：3.50±0.50％，mo：0.25±0.05％，v：0.05±0.03％，p≤0.005％，sn≤0.010％，as≤0.010％；
11、控制出钢时p含量≤0.003％，c含量为0.12-0.15％。
12、优选地，lf炉中，加入铝线、cao-al2o3-sio2-mgo精炼渣和石灰，并控制炉渣成分包括cao：50-60％，al2o3：25-35％，sio2≤12％，mgo≤8％。
13、优选地，vd炉中，控制渣厚60-100mm，加入si-ca线；抽真空，通入氩气；冶炼。
14、优选地，步骤s2中，控制开锻温度≥1050℃，停锻温度≥850℃，中心压实锻造的表面温度为700-800℃。
15、优选地，步骤s5中，性能热处理包括如下步骤：s5.1淬火：进行多次水冷；s5.2回火：进行空冷。
16、优选地，步骤s5.1中，先在850-880℃下保温，初次水冷0.5-1h，出水释放温度；再二次水冷，冷却至100-200℃。
17、优选地，步骤s5.2中，在520-560℃下保温，空冷，得到所述15-600mj储能转轴。
18、本发明的有益效果表现在：
19、(1)本发明对转轴化学组成成分及其含量进行合理复配及精准控制，使锻件在性能热处理淬火水冷过程中产品易淬透且不会出现开裂。如：若转轴芯部不能淬透，则会形成贝氏体-珠光体-铁素体的混合组织，经回火处理后保留下来，这种混合组织状态会使转轴芯部的强度和塑性指标显著降低，影响产品抗疲劳性能。
20、(2)对钢锭冶炼采用原材料，控制其中p、sn、as等有害元素含量，并在浇铸阶段控制留钢量，可确保钢水的纯净度，减少产品夹杂物的存在，避免产品因氧化物类等夹杂物造成储能转轴疲劳断裂。
21、(3)在锻造过程中，采用宽砧强压法与中心压实法结合处理，锻件芯部的孔隙性缺陷可以得到充分改善，芯部晶粒细小，从而提高芯部组织致密性，确保锻件在性能热处理后可以保持芯部和表面的强度差异较小，提高转轴产品的抗疲劳性能。
22、(4)在性能热处理中，在淬火时，首次水冷后先出水，可释放芯部的高温，再进行入水冷却，可以提高转轴芯部冷却效果，使芯部更大程度地形成马氏体组织，马氏体组织经回火后形成回火索氏体组织，回火索氏体组织具有良好的综合机械性能，即可使转轴芯部具有更强的机械性能。
1.一种15-600mj储能转轴，其特征在于，按质量分数计，包括如下组分：
2.一种权利要求1所述的15-600mj储能转轴的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：s1钢锭冶炼；s2锻造；s3锻后热处理；s4粗加工；s5性能热处理；
3.根据权利要求2所述的15-600mj储能转轴的制备方法，其特征在于，步骤s1中，依次采用ebt电炉、lf炉及vd炉进行冶炼，后真空浇铸，得到钢锭。
4.根据权利要求3所述的15-600mj储能转轴的制备方法，其特征在于，ebt电炉中，按质量分数计，成分控制如下：
5.根据权利要求3所述的15-600mj储能转轴的制备方法，其特征在于，lf炉中，加入铝线、cao-al2o3-sio2-mgo精炼渣和石灰，并控制炉渣成分包括cao：50-60％，al2o3：25-35％，sio2≤12％，mgo≤8％。
6.根据权利要求3所述的15-600mj储能转轴的制备方法，其特征在于，vd炉中，控制渣厚60-100mm，加入si-ca线；抽真空，通入氩气；冶炼。
7.根据权利要求2所述的15-600mj储能转轴的制备方法，其特征在于，步骤s2中，控制开锻温度≥1050℃，停锻温度≥850℃，中心压实锻造的表面温度为700-800℃。
8.根据权利要求2所述的15-600mj储能转轴的制备方法，其特征在于，步骤s5中，性能热处理包括如下步骤：
9.根据权利要求2所述的15-600mj储能转轴的制备方法，其特征在于，步骤s5.1中，先在850-880℃下保温，初次水冷0.5-1h，出水释放温度；再二次水冷，冷却至100-200℃。
10.根据权利要求2所述的15-600mj储能电机大飞轮转轴的制备方法，其特征在于，步骤s5.2中，在520-560℃下保温，空冷，得到所述15-600mj储能转轴。
