專利名稱：一種動葉片用高淬透性馬氏體不銹鋼的熱處理工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種馬氏體不銹鋼的熱處理工藝，特別是涉及一種動葉片用高淬透性馬氏體不銹鋼的熱處理工藝，屬于動葉片用馬氏體不銹鋼的熱處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)外對于汽輪機(jī)動葉片用高淬透性馬氏體不銹鋼型鋼的材料方面要求具有非常高的強(qiáng)度及硬度指標(biāo)，在熱處理過程中淬火溫度很高，直接水冷或油冷且回火后，雖然部分產(chǎn)品的性能可以滿足產(chǎn)品所需要的使用性能要求，但是采用上述熱處理后產(chǎn)品表面產(chǎn)生許多淬火裂紋，部分裂紋貫穿整個產(chǎn)品，也有很多產(chǎn)品表面有許多的發(fā)紋，導(dǎo)致產(chǎn)品的尺寸合格率很低。因此，所屬領(lǐng)域急需選擇一種合適的熱處理工藝，徹底解決汽輪機(jī)動葉片用高淬透性馬氏體不銹鋼在熱處理過程中產(chǎn)品合格率過低的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就在于解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，提出一種動葉片用高淬透性馬氏體不銹鋼的熱處理工藝方法。本發(fā)明對動葉片采用分級淬火工藝，以解決汽輪機(jī)動葉片用高淬透性馬氏體不銹鋼在熱處理過程中產(chǎn)品合格率過低的問題。大量試驗表明，采用此種熱處理工藝后，材料在淬火后沒有發(fā)現(xiàn)淬火裂紋，且材料的各項性能指標(biāo)完全滿足動葉片用鋼的使用性能要求，有效提高了產(chǎn)品的一次合格率，極大降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本。本發(fā)明實現(xiàn)上述目的采取的技術(shù)方案這種動葉片用高淬透性馬氏體不銹鋼的熱處理工藝，其特點是包括有以下步驟。(1)工件鍛后空冷至50 90°C之間裝爐，均溫1 2小時后升溫到1120 1160°C (裝爐溫度低于400°C)。(2)保溫8 10小時后，第一次水淬時間為30 60S，出水停留時間為35 70S， 第二次水淬時間為20 50S，出水停留時間為50 100S，第三次水淬時間為20 50S，出水后風(fēng)冷。(3)用風(fēng)機(jī)吹工件，工件同時轉(zhuǎn)動，經(jīng)過30 50min，工件冷卻到250 280°C，開
始罩冷。(4)罩冷至100°C，裝爐去應(yīng)力回火，回火溫度250士 10°C (裝爐溫度低于250°C )， 保溫5 10h，出爐空冷至室溫。(5)空冷至室溫后，裝爐回火，回火溫度在650 680°C之間(裝爐溫度低于 400 °C) ο(6)出爐水復(fù)冷至200°C后風(fēng)冷至室溫。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是。由于動葉片用高淬透性馬氏體不銹鋼導(dǎo)熱性差，工件鍛后均溫可以使工件表面和心部溫度均勻一致淬火后硬度均勻性符合技術(shù)要求，且減小工件變形。在淬火過程中分為三次水淬，目的在于讓材料中的奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變過程呈現(xiàn)分批轉(zhuǎn)變的狀態(tài)，由于奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變的過程是一種體積膨脹的過程，隨轉(zhuǎn)變的進(jìn)行，材料會產(chǎn)生巨大的組織轉(zhuǎn)變應(yīng)力，尤其對于動葉片用高淬透性馬氏體不銹鋼，若奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變的非?？焖購氐?，材料本身很容易會產(chǎn)生淬火裂紋，導(dǎo)致工件報廢。而本發(fā)明采取的三次水淬措施，有效地抑制了材料中的奧氏體向馬氏體迅速的轉(zhuǎn)變，而是讓其分級分批地發(fā)生緩慢轉(zhuǎn)變；同時， 材料通過出水停留時自身的溫度擴(kuò)散，能夠相應(yīng)地減少材料因組織轉(zhuǎn)變而產(chǎn)生的組織應(yīng)力?？捎行p少淬火時產(chǎn)生的應(yīng)力集中，減少材料產(chǎn)生淬火裂紋的傾向性。在工件冷卻到 25(T280°C后進(jìn)行罩冷，進(jìn)一步讓材料中奧氏體向馬氏體發(fā)生緩慢轉(zhuǎn)變，在罩冷的同時，預(yù)先已轉(zhuǎn)變形成的淬火馬氏體產(chǎn)生自回火的作用，組織穩(wěn)定性提高，減少了體積膨脹，進(jìn)而減小了由于組織轉(zhuǎn)變而產(chǎn)生的組織應(yīng)力，罩冷到100°C后繼續(xù)裝爐在250°C進(jìn)行回火，讓已轉(zhuǎn)變形成的馬氏體減少由于轉(zhuǎn)變過程中產(chǎn)生的組織應(yīng)力，然后空冷至室溫，更進(jìn)一步讓未轉(zhuǎn)變的奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變，有效防止了由于組織應(yīng)力、熱應(yīng)力等諸多因素引起的應(yīng)力疊加而導(dǎo)致在淬火過程中材料出現(xiàn)裂紋或變形的狀況。而在65(T680°C進(jìn)行回火的目的在于讓淬火馬氏體轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的回火馬氏體，使材料的各項性能指標(biāo)達(dá)到技術(shù)條件的要求。


圖1為本發(fā)明的熱處理工藝流程圖。圖2為本發(fā)明的熱處理工藝曲線圖。圖3為采用本發(fā)明的熱處理工藝后的組織結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式本發(fā)明以實施例的方式進(jìn)一步詳細(xì)說明。附圖1為本發(fā)明所述的動葉片用高淬透性馬氏體不銹鋼的熱處理的具體工藝流程，有以下步驟。(1)工件鍛后空冷至50 90°C之間裝爐，均溫1 2小時后升溫到1120 1160°C (裝爐溫度低于400°C )淬火處理。(2)保溫8 10小時后，第一次水淬時間為30 60S，出水停留時間為35 70S， 第二次水淬時間為20 50S，出水停留時間為50 100S，第三次水淬時間為20 50S，出水后風(fēng)冷。(3)用風(fēng)機(jī)吹工件，工件同時轉(zhuǎn)動，經(jīng)過30 50min，工件冷卻到250 280°C，開
始罩冷。(4)罩冷至100°C，裝爐去應(yīng)力回火，回火溫度250士 10°C (裝爐溫度低于250°C )， 保溫5 10h，出爐空冷至室溫。(5)空冷至室溫后，裝爐回火，回火溫度在650 680°C之間(裝爐溫度低于 400 °C) ο(6)出爐水復(fù)冷至200°C后風(fēng)冷至室溫。熱處理工藝曲線見附圖2，圖中標(biāo)記。A 三次水淬，風(fēng)冷到25(T280°C后罩冷至100°C，裝爐低溫回火。B:出爐空冷至室溫。C 水復(fù)冷至200°C后風(fēng)冷至室溫。
加工設(shè)備包括臺車式電阻絲加熱熱處理爐(型號規(guī)格RT-400_12 ； 3. 5X2. 5X2m)。表1動葉片用鋼經(jīng)過本發(fā)明處理后的性能。
權(quán)利要求
1. 一種動葉片用高淬透性馬氏體不銹鋼的熱處理工藝，其特征在于包括有以下步驟(1)工件鍛后空冷至50 90°C之間裝爐，均溫1 2小時后升溫到1120 1160°C淬火處理(裝爐溫度低于40(TC)；(2)保溫8 10小時后，第一次水淬時間為30 60S，出水停留時間為35 70S，第二次水淬時間為20 50S，出水停留時間為50 100S，第三次水淬時間為20 50S，出水后風(fēng)冷；(3)用風(fēng)機(jī)吹工件，工件同時轉(zhuǎn)動，經(jīng)過30 50min，工件冷卻到250 280°C，開始罩冷；(4)罩冷至100°C，裝爐去應(yīng)力回火，回火溫度250士10°C (裝爐溫度低于250°C )，保溫 5 10h，出爐空冷至室溫；(5)空冷至室溫后，裝爐回火，回火溫度在650 680°C之間(裝爐溫度低于400°C)；(6)出爐水復(fù)冷至200°C后，風(fēng)冷至室溫。
全文摘要
一種動葉片用高淬透性馬氏體不銹鋼的熱處理工藝，包括以下步驟(1)工件鍛后空冷至50～90℃之間裝爐，均溫1～2小時后升溫到1120～1160℃；(2)保溫8～10小時后，進(jìn)行三次水淬；(3)風(fēng)機(jī)吹工件，工件轉(zhuǎn)動，工件冷卻到250～280℃，開始罩冷；(4)罩冷至100℃，裝爐去應(yīng)力回火，回火溫度250±10℃，保溫5～10h，出爐空冷至室溫；(5)空冷至室溫后，裝爐回火，回火溫度在650～680℃之間；(6)出爐水復(fù)冷至200℃后風(fēng)冷至室溫。本發(fā)明有效滿足了動葉片的技術(shù)要求，還有效控制了殘余奧氏體的含量，保證了動葉片工件的尺寸穩(wěn)定性，更重要的是解決了熱處理的變形問題和裂紋問題。
文檔編號C21D1/18GK102417969SQ20111037583
公開日2012年4月18日 申請日期2011年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月23日
發(fā)明者劉曉書, 劉智勇, 劉瑩, 岳景東, 李寧, 李愛民, 薩仁格日樂, 趙忠剛 申請人:沈陽科金特種材料有限公司