CN104060125A - 一种发动机叶片的热处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种发动机叶片的热处理方法，所述发动机叶片的材质以重量百分含量由以下组分构成：Al：26~32%，Ni：2.53~4.21%，Cr：4.2~6.7%，V：3.8~4.5%，Mo：0.12~0.18%，Cu：0.08~0.12%，Ni：0.08~0.15%，RE：0.08~0.15%，Nb：0.12~0.18%，Co：0.02~0.06%，余量为Ti和不可避免的杂质；包括如下步骤：预热、正火、淬火、回火、均匀化，经过上述热处理，发动机叶片的抗拉强度和屈服强度得到大幅改善。
Description
技术领域
本发明属于热处理领域，特别是涉及一种发动机叶片的热处理方法。
背景技术
钛铝基合金因其具有较好的抗氧化和蠕变性能以及优异的疲劳性能，在汽车行业、燃气轮机、航空发动机及火箭发动机等领域具有广阔的应用前景，钛铝基合金密度低，使用它制作发动机高温部件能够从增加推力和降低重量两方面提高发动机推重比，对我国航空工业有着十分重要的作用。叶片是飞机发动机的关键零件之一。但是其抗拉强度和屈服强度还需要提高来满足日益苛刻的使用环境。
发明内容
本发明的目的在于提出一种发动机叶片的热处理方法；
一种发动机叶片的热处理方法，所述发动机叶片的材质以重量百分含量由以下组分构成：Al：26~32%，Ni：2.53~4.21%，Cr：4.2~6.7%，V：3.8~4.5%，Mo：0.12~0.18%，Cu：0.08~0.12%，Ni：0.08~0.15%，RE：0.08~0.15%，Nb：0.12~0.18%，Co：0.02~0.06%，余量为Ti和不可避免的杂质；
所述热处理方法包括如下步骤：
1）预热：对铸造之后的发动机叶片进行380~420℃的加热，保温10~25min；
2）正火：对预热之后的发动机叶片进行860~890℃的加热，保温80~110min，然后水冷至550~580℃，保温30~60min，风冷至室温；
3）淬火：对正火之后的发动机叶片进行890~920℃的加热，保温100~220s，放入淬火液中淬冷到280~310℃后保温80~110s，继续在淬火液中淬冷至10~20℃；
4）回火：将淬火之后的发动机叶片加热到210~260℃，保温1.8~2.6h，空冷；
5）均匀化：将回火之后的发动机叶片加热到610~655℃，保温0.5~1.2h后空冷到室温，然后再加热到580~600℃，保温1.1~2.0h后空冷到室温，得到高强度的发动机叶片。
作为优选，所述发动机叶片的材质以重量百分含量由以下组分构成：Al：28~30%，Ni：3.03~4.11%，Cr：4.9~5.7%，V：3.8~4.1%，Mo：0.14~0.16%，Cu：0.08~0.11%，Ni：0.08~0.10%，RE：0.09~0.10%，Nb：0.14~0.18%，Co：0.04~0.06%，余量为Ti和不可避免的杂质。
作为优选，所述发动机叶片的材质以重量百分含量由以下组分构成：Al：29%，Ni：3.20%，Cr：5.4%，V：3.9%，Mo：0.16%，Cu：0.11%，Ni：0.12%，RE：0.09%，Nb：0.15%，Co：0.04%，余量为Ti和不可避免的杂质。
作为优选，所述热处理方法包括如下步骤：
1）预热：对铸造之后的发动机叶片进行390~410℃的加热，保温15~20min；
2）正火：对预热之后的发动机叶片进行880~890℃的加热，保温90~100min，然后水冷至560~580℃，保温40~50min，风冷至室温；
3）淬火：对正火之后的发动机叶片进行890~900℃的加热，保温180~220s，放入淬火液中淬冷到290~310℃后保温90~100s，继续在淬火液中淬冷至15~20℃；
4）回火：将淬火之后的发动机叶片加热到220~240℃，保温1.9~2.4h，空冷；
5）均匀化：将回火之后的发动机叶片加热到620~650℃，保温0.8~1.2h后空冷到室温，然后再加热到590~600℃，保温1.6~2.0h后空冷到室温。
作为优选，所述热处理方法包括如下步骤：
1）预热：对铸造之后的发动机叶片进行402℃的加热，保温18min；
2）正火：对预热之后的发动机叶片进行887℃的加热，保温96min，然后水冷至572℃，保温46min，风冷至室温；
3）淬火：对正火之后的发动机叶片进行897℃的加热，保温198s，放入淬火液中淬冷到298℃后保温97s，继续在淬火液中淬冷至16℃；
4）回火：将淬火之后的发动机叶片加热到234℃，保温2.21h，空冷；
5）均匀化：将回火之后的发动机叶片加热到642℃，保温0.9h后空冷到室温，然后再加热到596℃，保温1.9h后空冷到室温。
本发明的效果在于：
1，通过特定组分和特定热处理方式的搭配，使得发动机叶片的强度和韧性得到大幅改善；
2，通过热处理的具体参数的搭配，使得发动机叶片的性能得到大幅提高。
具体实施方式
实施例1
一种发动机叶片的热处理方法，所述发动机叶片的材质以重量百分含量由以下组分构成：Al：29%，Ni：2.61%，Cr：4.8%，V：3.9%，Mo：0.14%，Cu：0.09%，Ni：0.08%，RE：0.12%，Nb：0.14%，Co：0.05%，余量为Ti和不可避免的杂质；
所述热处理方法包括如下步骤：
1）预热：对铸造之后的发动机叶片进行390℃的加热，保温15min；
2）正火：对预热之后的发动机叶片进行870℃的加热，保温90min，然后水冷至570℃，保温40min，风冷至室温；
3）淬火：对正火之后的发动机叶片进行910℃的加热，保温182s，放入淬火液中淬冷到293℃后保温92s，继续在淬火液中淬冷至19℃；
4）回火：将淬火之后的发动机叶片加热到240℃，保温2.4h，空冷；
5）均匀化：将回火之后的发动机叶片加热到641℃，保温0.9h后空冷到室温，然后再加热到590℃，保温1.8h后空冷到室温，得到高强度的发动机叶片。
经过上述处理之后，发动机叶片的抗拉强度为628MPa，屈服强度为625MPa。
实施例2：
一种发动机叶片的热处理方法，所述发动机叶片的材质以重量百分含量由以下组分构成：Al：29%，Ni：3.20%，Cr：5.4%，V：3.9%，Mo：0.16%，Cu：0.11%，Ni：0.12%，RE：0.09%，Nb：0.15%，Co：0.04%，余量为Ti和不可避免的杂质；
所述热处理方法包括如下步骤：
1）预热：对铸造之后的发动机叶片进行402℃的加热，保温18min；
2）正火：对预热之后的发动机叶片进行887℃的加热，保温96min，然后水冷至572℃，保温46min，风冷至室温；
3）淬火：对正火之后的发动机叶片进行897℃的加热，保温198s，放入淬火液中淬冷到298℃后保温97s，继续在淬火液中淬冷至16℃；
4）回火：将淬火之后的发动机叶片加热到234℃，保温2.21h，空冷；
5）均匀化：将回火之后的发动机叶片加热到642℃，保温0.9h后空冷到室温，然后再加热到596℃，保温1.9h后空冷到室温，得到高强度的发动机叶片。
经过上述处理之后，发动机叶片的抗拉强度为632MPa，屈服强度为681MPa。
Claims (5)
1. 一种发动机叶片的热处理方法，其特征在于：所述发动机叶片的材质以重量百分含量由以下组分构成：Al：26~32%，Ni：2.53~4.21%，Cr：4.2~6.7%，V：3.8~4.5%，Mo：0.12~0.18%，Cu：0.08~0.12%，Ni：0.08~0.15%，RE：0.08~0.15%，Nb：0.12~0.18%，Co：0.02~0.06%，余量为Ti和不可避免的杂质；
所述热处理方法包括如下步骤：
1）预热：对铸造之后的发动机叶片进行380~420℃的加热，保温10~25min；
2）正火：对预热之后的发动机叶片进行860~890℃的加热，保温80~110min，然后水冷至550~580℃，保温30~60min，风冷至室温；
3）淬火：对正火之后的发动机叶片进行890~920℃的加热，保温100~220s，放入淬火液中淬冷到280~310℃后保温80~110s，继续在淬火液中淬冷至10~20℃；
4）回火：将淬火之后的发动机叶片加热到210~260℃，保温1.8~2.6h，空冷；
5）均匀化：将回火之后的发动机叶片加热到610~655℃，保温0.5~1.2h后空冷到室温，然后再加热到580~600℃，保温1.1~2.0h后空冷到室温，得到高强度的发动机叶片。
2. 根据权利要求1所述的发动机叶片的热处理方法，其特征在于，所述发动机叶片的材质以重量百分含量由以下组分构成：Al：28~30%，Ni：3.03~4.11%，Cr：4.9~5.7%，V：3.8~4.1%，Mo：0.14~0.16%，Cu：0.08~0.11%，Ni：0.08~0.10%，RE：0.09~0.10%，Nb：0.14~0.18%，Co：0.04~0.06%，余量为Ti和不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的发动机叶片的热处理方法，其特征在于，所述发动机叶片的材质以重量百分含量由以下组分构成：Al：29%，Ni：3.20%，Cr：5.4%，V：3.9%，Mo：0.16%，Cu：0.11%，Ni：0.12%，RE：0.09%，Nb：0.15%，Co：0.04%，余量为Ti和不可避免的杂质。
4. 根据权利要求1或2所述的发动机叶片的热处理方法，其特征在于，所述热处理方法包括如下步骤：
1）预热：对铸造之后的发动机叶片进行390~410℃的加热，保温15~20min；
2）正火：对预热之后的发动机叶片进行880~890℃的加热，保温90~100min，然后水冷至560~580℃，保温40~50min，风冷至室温；
3）淬火：对正火之后的发动机叶片进行890~900℃的加热，保温180~220s，放入淬火液中淬冷到290~310℃后保温90~100s，继续在淬火液中淬冷至15~20℃；
4）回火：将淬火之后的发动机叶片加热到220~240℃，保温1.9~2.4h，空冷；
5）均匀化：将回火之后的发动机叶片加热到620~650℃，保温0.8~1.2h后空冷到室温，然后再加热到590~600℃，保温1.6~2.0h后空冷到室温。
5. 根据权利要求4所述的发动机叶片的热处理方法，其特征在于，所述热处理方法包括如下步骤：
1）预热：对铸造之后的发动机叶片进行402℃的加热，保温18min；
2）正火：对预热之后的发动机叶片进行887℃的加热，保温96min，然后水冷至572℃，保温46min，风冷至室温；
3）淬火：对正火之后的发动机叶片进行897℃的加热，保温198s，放入淬火液中淬冷到298℃后保温97s，继续在淬火液中淬冷至16℃；
4）回火：将淬火之后的发动机叶片加热到234℃，保温2.21h，空冷；
5）均匀化：将回火之后的发动机叶片加热到642℃，保温0.9h后空冷到室温，然后再加热到596℃，保温1.9h后空冷到室温。
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