1Cr11Ni2W2MoV钢叶片的热加工工艺与力学性能
摘要：探讨了航空1Cr11Ni2W2MoV钢叶片热加工工艺与力学性能的关系。工艺试验结果表明，该钢的力学性能主要与锻造变形程度、尺寸效应、回火脆性和δ-F***等因素有关。 关键词：航空发动机叶片；力学性能；锻造；热处理 一、前言 1Cr11Ni2W2MoV钢是在低碳的12%Cr钢中加入大量的W、Mo、V等缩小奥氏体相区的铁素体形成元素，使得钢具有马氏体相变硬化能力，所得到的一种新型马氏体耐热不锈钢。该钢具有良好的综合力学性能，在航空工业中已广泛用于制造600℃以下工作的发动机叶片、盘、轴等重要零部件。 本文主要探讨了航空1Cr11Ni2W2MoV钢叶片热加工工艺(锻造及热处理)与力学性能的关系。 二、原材料和工艺设备 航空1Cr11Ni2W2MoV钢叶片是重要的二级锻件。锻件用原材料电渣钢热轧棒必须符合YB675-7《航空用不锈钢及耐热钢钢棒》和HB5270-83《航空发动机转动件用***优质不锈钢棒》等技术标准及有关所颁技术条件的规定；原材料经复检合格，拔皮去除表面缺陷后，方可投入使用。复检后的化学成份见表1，叶片的***终力学性能应达到表2的规定［1］。
表11Cr11Ni2W2MoV钢化学成分(wt％)
|
元素 |
C |
Si |
Mn |
Cr |
Ni |
W |
Mo |
V |
S |
P |
|
含量 |
0.10～0.16 |
≤0.60 |
≤0.60 |
10.5～12.0 |
1.40～1.80 |
1.50～2.00 |
0.35～0.50 |
0.18～0.30 |
≤0.020 |
≤0.030 |
|
复检 |
0.13 |
0.22 |
0.51 |
11.60 |
1.78 |
1.85 |
0.47 |
0.23 |
／ |
／ |
表21Cr11Ni2W2MoV钢***终力学性能要求
|
热处理制度 |
力学性能≥ |
|
淬火 |
回火 |
σb(MPa) |
σ0.2(MPa) |
δ5(%) |
ψ(%) |
HRC |
ak(KJ/m2) |
1000～1020℃
油或空淬 |
660～690℃空冷 |
885 |
735 |
15 |
55 |
28.0～35.0 |
885 |
|
540～600℃空冷 |
1080 |
885 |
12 |
50 |
33.5～41.5 |
685 |
|
所颁QT31-WY90-13 |
1080 |
930 |
12 |
50 |
40.5～33.5 |
685 |
1Cr11Ni2W2MoV钢叶片的热加工工艺试验加热设备均采用RJX-45-9、RJX-75-13工业电炉。原材料装炉前应彻底清除电炉内***，杜绝混料，按工艺要求校验控温仪表；为提高炉温均匀性，可采用炉门石棉隔热栅，有效率≥87%。 三、工艺试验 航空1Cr11Ni2W2MoV钢叶片热加工工艺规范的拟定，应严格按照H***24-89《航空用钢锻件》中的技术规定执行，***终达到表2要求的力学性能。 1.锻造工艺 1Cr11Ni2W2MoV钢叶片锻造工艺试验方案如表3所示。
表31Cr11Ni2W2MoV钢叶片锻造工艺试验
|
叶片号 |
锻件尺寸 |
原材料尺寸 |
变形程度
(锻造比) |
锻造工艺号 |
|
0T21-1 |
24×52×138 |
φ50×100 |
1.57 |
F1 |
|
0T21-2 |
φ75×130 |
3.54 |
F2 |
|
0T22-1 |
26×75×175 |
φ95×160 |
1.96／1.84 |
F3 |
|
0T22-2 |
φ110×120 |
2.63／1.84 |
|
0T23 |
24×52×115 |
φ65×140 |
2.65 |
F2 |
|
0T63 |
22×38×175 |
φ53×75 |
2.63 |
F1 |
|
0T64 |
22×40×145 |
φ53×65 |
2.50 |
F1 |
