CN104087733B - 1Cr10Co6MoVNb钢叶片的成形方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种1Cr10Co6MoVNb钢叶片的成形方法，其步骤为：先将1Cr10Co6MoVNb钢锭在900℃～1150℃温度区间内制坯、成形，得到叶片锻件；再将加热至700～750℃保温30分钟，随炉冷却至350℃，再空冷至室温；再加热至800～900℃保温30分钟，缓冷至室温；将上述叶片锻件加热至780～850℃进行校正；再缓慢加热至700～750℃保温30分钟后，随炉冷却至350℃，再空冷至室温；再加热至1150～1200℃保温30分钟，油冷至室温；将上述叶片锻件加热至610～640℃保温120分钟，缓冷至室温，重复两次。该方法能够保证叶片锻件的形状、尺寸，提高其力学性能。该方法主要用于航空发动机转子叶片的成形。

Description

1Cr10Co6MoVNb钢叶片的成形方法
技术领域
本发明属于不锈钢的热加工领域，特别是涉及了一种1Cr10Co6MoVNb钢叶片的成形方法。
背景技术
1Cr10Co6MoVNb钢是一种马氏体型不锈钢，具有较高的热强性、热稳定性和抗氧化性，并具有良好的疲劳强度、抗蠕变性能，具有较低的缺口敏感性，能够在较高的温度下使用，通常用于制造航空发动机高压压气机盘、转子叶片、隔圈及密封圈等重要零部件。
1Cr10Co6MoVNb钢对冷却速度较为敏感，锻后，对1Cr10Co6MoVNb钢叶片冷却时，即使空冷，也会发生马氏体转变，由于叶片表面和心部的冷却速度不同，马氏体转变也不是同时发生，造成组织应力与冷却时的温度应力叠加而产生较大的变形，使叶片尺寸超差而报废。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种通过热处理消除锻后1Cr10Co6MoVNb钢叶片锻件中的组织应力和温度应力后，再对其进行热校形，来实现1Cr10Co6MoVNb钢叶片的成形方法，该方法能够保证1Cr10Co6MoVNb钢叶片锻件的形状、尺寸，提高其力学性能
为解决上述技术问题，本发明所述1Cr10Co6MoVNb钢叶片的成形方法，其技术方案包括以下步骤：
(1)将1Cr10Co6MoVNb钢锭加热至1150℃，并在900℃～1150℃温度区间内自由锻制坯、模锻成形，空冷至室温，得到叶片锻件。
(2)将上述叶片锻件装入加热炉中，缓慢加热至700～750℃，保温30分钟后，随炉冷却至350℃，再空冷至室温。
(3)将上述叶片锻件加热至800～900℃，保温30分钟，缓冷至室温。
(4)将上述叶片锻件加热至780～850℃，热透后，置于锻造模具中进行校正，并在空气中冷却。
(5)将上述叶片锻件装入加热炉中，缓慢加热至700～750℃，保温30分钟后，随炉冷却至350℃，再空冷至室温。
(6)将上述叶片锻件加热至1150～1200℃，保温30分钟，油冷至室温。
(7)将上述叶片锻件加热至610～640℃保温120分钟，缓冷至室温，重复两次。
所述步骤(2)和步骤(5)随炉冷却时，冷却速度为≤20℃/h。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明所述的1Cr10Co6MoVNb钢叶片的成形方法，当1Cr10Co6MoVNb钢叶片锻件经步骤(1)成形后，经过步骤(2)退火处理消除了锻后冷却过程中产生的组织应力和温度应力，再经过步骤(3)的中间热处理能够有效地控制叶片锻件在后续加热或冷却过程中的马氏体转变，使叶片锻造经步骤(4)校形后，仅存在很小的应力，该应力不足以是叶片锻件发生变形，而且该应力经过步骤(5)的退火处理能够完全被消除。叶片锻件经步骤(6)的淬火和步骤(7)的两次回火处理后，能够获得较好的力学性能和硬度。
经测试，该方法成形的1Cr10Co6MoVNb钢叶片锻件，其室温拉伸性能为：抗拉强度为1140～1180MPa(大于设计使用的1090MPa)；屈服强度为1000～1020MPa(大于设计使用的960MPa)；延伸率为22％～28％(大于设计使用的16％)；端面收缩率为68％～72％(大于设计使用的64％)。
经测试，该方法成形的1Cr10Co6MoVNb钢叶片锻件，其硬度为：338～342Kgf/mm2(大于设计使用的335Kgf/mm2)。
具体实施方式
实施本发明所述的1Cr10Co6MoVNb钢叶片的成形方法，需要提供高温加热炉、压力机、机械手等设备。具体实施方式如下：
1Cr10Co6MoVNb钢的主要化学元素含量(重量百分比)为：含C量0.06％～0.11％、含Mn量0.60％～1.15％、含Si量0.10％～0.70％、含Cr量9.80％～11.20％、含Ni量0.20％～0.80％、含Mo量0.50％～1.00％、含V量0.10％～0.35％、含Nb量0.20％～0.45％、含Co量5.00％～7.00％、含B量0.004％～0.012％、含N量0.010％～0.35％、含S量≤0.020％、含P量≤0.020％、余量为Fe。
1Cr10Co6MoVNb钢叶片的成形工艺步骤如下：
首先，将1Cr10Co6MoVNb钢锭加热至1150℃，并在900℃～1150℃温度区间内自由锻制坯、模锻成形，空冷至室温，得到叶片锻件。
对所述叶片锻件进行退火去应力，其步骤为：将所述叶片锻件缓慢加热至720℃，保温30分钟后，随炉冷却至350℃，再空冷至室温，随炉冷却时的冷却速度为20℃/h。
对所述叶片锻件进行中间处理，其步骤为：将所述叶片锻件加热至825℃，保温30分钟，缓冷至室温。
对叶片锻件进行热校正，其步骤为：将所述叶片锻件加热至810℃，热透后，置于锻造模具中进行校正，并在空气中冷却。
对校正后的叶片锻件进行退火热处理，其步骤为：将所述叶片锻件装入加热炉中，缓慢加热至720，保温30分钟后，随炉冷却至350℃，再空冷至室温，随炉冷却时的冷却速度为20℃/h。
对叶片锻件进行淬火热处理，其步骤为：将上述叶片锻件加热至1170℃，保温30分钟，油冷至室温。
对淬火后的叶片锻件进行两次回火热处理，其步骤为：将上述叶片锻件加热至625℃保温120分钟，缓冷至室温，重复两次。

Claims (7)

1.一种1Cr10Co6MoVNb钢叶片的成形方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将1Cr10Co6MoVNb钢锭加热至1150℃，并在900℃～1150℃温度区间内自由锻制坯、模锻成形，空冷至室温，得到叶片锻件；
(2)将上述叶片锻件装入加热炉中，缓慢加热至700～750℃，保温30分钟后，随炉冷却至350℃，再空冷至室温；
(3)将上述叶片锻件加热至800～900℃，保温30分钟，缓冷至室温；
(4)将上述叶片锻件加热至780～850℃，热透后，置于锻造模具中进行校正，并在空气中冷却；
(5)将上述叶片锻件装入加热炉中，缓慢加热至700～750℃，保温30分钟后，随炉冷却至350℃，再空冷至室温；
(6)将上述叶片锻件加热至1150～1200℃，保温30分钟，油冷至室温；
(7)将上述叶片锻件加热至610～640℃保温120分钟，缓冷至室温，重复两次。
2.根据权利要求1所述1Cr10Co6MoVNb钢叶片的成形方法，其特征在于，所述步骤(2)和步骤(5)的加热温度为720℃。
3.根据权利要求1所述1Cr10Co6MoVNb钢叶片的成形方法，其特征在于，所述步骤(3)的加热温度为825℃。
4.根据权利要求1所述1Cr10Co6MoVNb钢叶片的成形方法，其特征在于，所述步骤(4)的加热温度为810℃。
5.根据权利要求1所述1Cr10Co6MoVNb钢叶片的成形方法，其特征在于，所述步骤(6)的加热温度为1170℃。
6.根据权利要求1所述1Cr10Co6MoVNb钢叶片的成形方法，其特征在于，所述步骤(7)的加热温度为625℃。
7.根据权利要求1所述1Cr10Co6MoVNb钢叶片的成形方法，其特征在于，所述步骤(2)和步骤(5)的随炉冷却速度为≤20℃/h。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102102163A (zh) * 2009-12-18 2011-06-22 宝山钢铁股份有限公司 一种马氏体不锈钢及其制造方法
CN102994715A (zh) * 2012-11-26 2013-03-27 西安航空动力股份有限公司 一种控制0Cr17Ni4Cu4Nb材料锻造叶片变形的方法

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