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发布时间:    信息编辑:郑州高氏    点击次数:

    lCr17Ni2钢是一种性能优越的马氏体铁素体不锈钢,在燃气涡轮喷气发动机的压气机叶片上经常采用。压气机叶片服役条件恶劣,工作中承受高速转动产生的离心力,因而要求其比强度高;同时叶片承受扭力、弯曲力和脉动疲劳应力;此外,工件还承受高的应力疲劳和热疲劳应力;由于工作介质的氧化侵蚀作用,叶片必须具有良好的抗氧化性和耐大气腐蚀与应力腐蚀的能力。叶片运行中,脉动疲劳应力和腐蚀(大气腐蚀和应力腐蚀)应力是压气机叶片通常失效的主要原因。


    lCr17Ni2钢具有第二类回火脆性和耐蚀性下降两大缺陷,叶片原设计回火温度正好处于回火脆性温度范围内,因而造成工件脆性和耐蚀性差,不能满足技术要求,造成产品报废。针对上述问题,检验分析了lCr17N12钢叶片原热处理工艺及缺陷,试验并提出了改进回火工艺,生产中满足各项技术指标要求。


    叶片原热处理工艺为:先进行预备热处理,(680土10)℃x(3.5到4.5之间)min/mm保温后空冷,然后最终热处理。lCr17Ni2钢叶片淬火后组织为马氏体+奥氏体+铁素体。压气机叶片要求硬度为25.5-32.5HRC。


    检验和分析表明,lCr17N12钢极易发生540-580℃的高温回火脆性,即第二类回火脆性。第二类回火脆性产生晶界脆化,这种脆化是可逆的,并且和材料的化学成分及处理温度密切相关。lCr17Ni2钢叶片组织中铁素体量对工件冲击韧度影响明显。铁素体量除与化学成分有关外(通常碳含量在下限而铬含量在上限时,铁素体量增加),也受加热温度影响,在奥氏体化温度加热中,随温度升高和保温时间加长,铁素体量增加。试验表明,叶片服役中在恶劣的高温高压和氧化腐蚀介质中工作,不但要求叶片具有高强韧性、高疲劳强度外,工件还必须具有高耐腐蚀能力。从这点考虑lCr17Ni2钢叶片不宜在400-600℃范围中间回火,特别是在550℃附近,生成贫Cr区和富Cr区基体与碳化物组织,构成微电池腐蚀源,使材料腐蚀加剧。为了使叶片尺寸与组织稳定,应彻底去除工件加工中产生的残留应力,因此增加了油煮时效处理。油煮工序在170℃土10℃二次时效后进行,油煮工艺为:160℃油中加热6-8h后空冷。


    在上述检验分析和试验工作的基础上,提出采用高频感应加热炉对其进行热处理改进工艺为:(680士10)℃x4h回火(空冷)+(1020土10)℃×2h油淬,(595℃到600℃之间)x4h回火(空冷)+(170士10)℃二次时效,然后进行160℃x6h油煮时效后空冷。


    采用改进工艺处理lCr17Ni2钢叶片,各项力学性能和耐腐蚀性能均满足技术要求指标,产品质量稳定优良。