專利名稱：一種重型燃機(jī)葉片鍛件的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種重型燃機(jī)葉片鍛件的制造方法。
背景技術(shù)：
R0110重型燃機(jī)葉片，采用俄羅斯材料ЭП479鋼，國(guó)內(nèi)相應(yīng)材料為1Cr16Ni2MoN，為一種新材料，國(guó)內(nèi)沒(méi)有開(kāi)展過(guò)此項(xiàng)工作，沒(méi)有可供借鑒的工藝參數(shù)，如變形工藝對(duì)組織性能的影響；熱處理對(duì)組織性能的影響；鍛造加熱溫度、火次對(duì)葉片組織性能的影響等。本發(fā)明的發(fā)明人根據(jù)俄方相關(guān)技術(shù)文件，對(duì)原材料的熱處理采用了淬火、回火工藝為550℃～590℃，為了達(dá)到技術(shù)條件的性能要求，N含量控制在中上限，而對(duì)于后續(xù)的鍛件熱處理，則采用了高溫回火的制度，即640℃～680℃，但是處理后的鍛件性能指標(biāo)卻達(dá)不到鍛件技術(shù)條件要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種重型燃機(jī)葉片鍛件的制造方法，通過(guò)確定形變溫度及熱處理制度，滿足重型燃機(jī)鋼葉片的生產(chǎn)。
本發(fā)明具體提供了一種重型燃機(jī)葉片鍛件的制造方法，所用材料為ЭП479鋼，技術(shù)條件要求成分為C 0.12％～0.18％，Cr 15％～16.5％，Ni 2.0％～2.5％，Mo 0.9％～1.3％，N 0.03％～0.10％，采用鍛造成形工藝，其特征在于終鍛溫度控制在1040℃～1160℃，形變量大于25％，散放空冷。
本發(fā)明重型燃機(jī)葉片鍛件的制造方法中，對(duì)于動(dòng)葉片，采用高溫回火，溫度為630℃～650℃，保溫時(shí)間為1.5h～2h。對(duì)于靜葉片，采用高溫回火，溫度為650℃～670℃，保溫時(shí)間為1.5h～2h。
在ЭП479鋼中加入了N元素，其目的是擴(kuò)大奧氏體區(qū)，細(xì)化晶粒，提高材料的抗氧化性，這種材料的設(shè)計(jì)，就是為了滿足燃機(jī)的使用環(huán)境的要求，但是N元素的含量控制則變得尤為重要。根據(jù)俄方相關(guān)技術(shù)文件，原材料的熱處理采用了淬火、回火工藝，回火溫度為550℃～590℃，為了達(dá)到技術(shù)條件的性能要求，N含量控制在中上限，而對(duì)于后續(xù)的鍛件熱處理，則采用了高溫回火的制度，即640℃～680℃，處理后的鍛件性能指標(biāo)達(dá)不到鍛件技術(shù)條件要求，其原因如下N含量處于技術(shù)條件要求的中下限時(shí)，出現(xiàn)了較多的自由鐵素體(2#料)，采用低溫回火570℃處理時(shí)，由于鐵素體的存在，強(qiáng)度降低，因此，采用低溫回火時(shí)，C+N含量控制在上限，綜合性能最好；增加N含量到上限或超上限時(shí)，自由鐵素體基本消失(1#、3#料)，采用640℃～680℃回火時(shí)，馬氏體組織發(fā)生了強(qiáng)烈的分解，馬氏體板條發(fā)生了顯著的球化，強(qiáng)度顯著降低，而對(duì)于N含量在下限的2#試驗(yàn)料，馬氏體板條未發(fā)生顯著的變化，2#試驗(yàn)料的強(qiáng)度相對(duì)較高，因此，采用高溫回火640℃～680℃處理時(shí)，C+N含量控制在中下限，綜合性能最好。組織對(duì)比見(jiàn)圖1～3，1#試樣N含量0.13％，2#試樣N含量0.053％，3#試樣N含量0.099％。1#試樣原始鍛態(tài)組織含有較多殘余奧氏體，2#試驗(yàn)料有較多的自由鐵素體，3#試驗(yàn)料原始鍛態(tài)組織的自由鐵素體、殘余奧氏體均較少。
針對(duì)這種矛盾，普通的鍛造方法及熱處理方法有可能達(dá)不到鍛件的使用性能。葉片采用在1000℃～1200℃范圍內(nèi)加熱后鍛造，然后采用淬火、高溫回火的處理，其性能指標(biāo)如下表1。
表1 各種鍛造溫度，采用淬火、高溫回火處理后的性能指標(biāo)表


從表1可以看出，鍛件的斷面收縮率不符合標(biāo)準(zhǔn)要求。
即使采用預(yù)備熱處理的方法，在最終熱處理前進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，即增加了正火和回火處理，也滿足不了標(biāo)準(zhǔn)要求。如下表2。
表2 調(diào)質(zhì)處理的鍛件性能數(shù)據(jù)表


針對(duì)材料的N含量偏中上限的情況，普通鍛造方法生產(chǎn)的鍛件滿足不了使用性能的要求，基于這一矛盾現(xiàn)象，本發(fā)明的發(fā)明人擬定了針對(duì)性的試驗(yàn)方案，首先是要提高材料的強(qiáng)度，以至于在進(jìn)行熱處理后，在降低強(qiáng)度的基礎(chǔ)上并且不低于技術(shù)條件下，使材料的硬度與室溫塑性能滿足技術(shù)條件。
為了提高鍛件的塑性，本發(fā)明采用了形變強(qiáng)化的鍛造工藝，即把鍛造工藝與后續(xù)的熱處理工藝結(jié)合起來(lái)，不僅提高了塑性指標(biāo)，可提高50％，同時(shí)對(duì)強(qiáng)度指標(biāo)的影響不大。


圖1為1#試樣鍛態(tài)金相組織；圖2為2#試樣鍛態(tài)金相組織；圖3為3#試樣鍛態(tài)金相組織。
具體實(shí)施例方式用料實(shí)際成分為C 0.16％～0.18％，Cr 15.2％～16.2％，Ni 2.2％～2.35％，Mo 1.02％～1.13％，N 0.088％～0.094％，采用鍛造成形工藝，終鍛溫度采用了1040℃、1120℃、1160℃三種溫度，形變量大于25％，散放空冷?；鼗饻囟炔捎昧?30℃、650℃、670℃、690℃四種溫度，可以看到，鍛件的塑性指標(biāo)提高了，可提高50％，而強(qiáng)度指標(biāo)也能滿足技術(shù)條件的要求。試驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表下表3。
表3 形變強(qiáng)化溫度對(duì)鍛件的性能指標(biāo)影響數(shù)據(jù)表

從表3的數(shù)據(jù)可以看出，形變溫度在1040℃～1160℃時(shí)，鍛件性能指標(biāo)達(dá)到了技術(shù)條件的要求，而且塑性指標(biāo)富裕度很大，從上述試驗(yàn)方案也可以確定出葉片的熱處理溫度。
當(dāng)進(jìn)行形變強(qiáng)化時(shí)，變形程度也是一個(gè)主要指標(biāo)，發(fā)明人通過(guò)多次試驗(yàn)，確定了較為合適的變形量。見(jiàn)表4。
表4 形變量對(duì)性能的影響數(shù)據(jù)表

從表4的數(shù)據(jù)可以看出，形變量大于25％時(shí)，不管是按動(dòng)葉片還是靜葉片的熱處理制度處理后的鍛件性能指標(biāo)都達(dá)到了技術(shù)條件的要求，而變形量小于25％的編號(hào)為1A8的鍛件，按動(dòng)葉片熱處理溫度處理后的性能指標(biāo)不合格。
權(quán)利要求
1.一種重型燃機(jī)葉片鍛件的制造方法，所用材料為Э∏479鋼，技術(shù)條件要求成分為C 0.12％～0.18％，Cr15％～16.5％，Ni 2.0％～2.5％，Mo 0.9％～1.3％，N0.03％～0.10％，采用鍛造成形工藝，其特征在于終鍛溫度控制在1040℃～1160℃，形變量大于25％，散放空冷。
2.按照權(quán)利要求1所述重型燃機(jī)葉片鍛件的制造方法，其特征在于對(duì)于動(dòng)葉片，采用高溫回火，溫度為630℃～650℃，保溫時(shí)間為1.5h～2h。
3.按照權(quán)利要求1所述重型燃機(jī)葉片鍛件的制造方法，其特征在于對(duì)于靜葉片，采用高溫回火，溫度為650℃～670℃，保溫時(shí)間為1.5h～2h。
全文摘要
一種重型燃機(jī)葉片鍛件的制造方法，所用材料為З∏479鋼，技術(shù)條件要求成分為C 0.12％～0.18％，Cr 15％～16.5％，Ni 2.0％～2.5％，Mo 0.9％～1.3％，N 0.03％～0.10％，采用鍛造成形工藝，其特征在于終鍛溫度控制在1040℃～1160℃，形變量大于25％，散放空冷。本發(fā)明通過(guò)確定形變溫度及熱處理制度，滿足重型燃機(jī)鋼葉片的生產(chǎn)。
文檔編號(hào)B23P23/00GK101062515SQ20061004638
公開(kāi)日2007年10月31日 申請(qǐng)日期2006年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月25日
發(fā)明者鄭渠英, 劉秋生, 郭殿品, 邰清安, 胡以仁, 宋璽玉, 王丹, 關(guān)紅, 史麗坤 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)(集團(tuán))有限責(zé)任公司