CN106381364B - 一种改善叶片钢2Cr12MoV晶粒度的方法 - Google Patents

一种改善叶片钢2Cr12MoV晶粒度的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种改善叶片钢2Cr12MoV晶粒度的方法，对叶片钢进行锻造，将锻造好的叶片钢放在热处理炉内加热到一定温度，保温一段时间，然后水冷；将水冷之后的叶片钢进行回火处理，多次加热保温处理之后出炉空冷；进行后续调质处理即可。本发明的叶片钢经过后续调质处理过程之后，使叶片钢的性能，材质得到很大程度的调整，其强度、塑性和韧性得到提高，解决了传统的锻造、淬火、回火工序生产的叶片钢2Cr12MoV出现晶粒异常粗大现象，用本方法制造的叶片钢材料，能够对过程产生的粗晶材料进行改善或挽救，减小废品率，增加效益。

Description

一种改善叶片钢2Cr12MoV晶粒度的方法
技术领域
本发明涉及一种改善叶片钢晶粒度的方法，具体为一种改善叶片钢2Cr12MoV晶粒度的方法，属于制造燃气轮机叶片用钢晶粒度控制方法应用技术领域。
背景技术
叶片是发动机的关键部件之一。叶片的表面质量，内部质量和力学性能的优劣，直接影响其综合性能，叶片钢在高温、大交变应力等恶劣环境中工作，要求熔模精密铸造的钢片不仅表面完好，而且内部具有抗疲劳性好的细晶组织和耐高温蠕变的致密组，特殊钢晶粒度的控制是冶金工作者一直以来努力攻关的关键，目前生产叶片钢主要不符合项晶粒度占有极大的比例，所以解决或改善晶粒度现状是十分必要的。
对比专利，申请号：201510190155.0，一种制备铝钛合金叶轮的方法，所述合金的各组分质量百分含量包括 ：Al 7.6％、Ni 0.76％、Co 0.76％、V 0.86％、Cr 0.36％、Sn0.36％、Fe 0.076％、Cu 0.036％、Pr 0.056％、Ce 0.016％，Mg 0.56％，Mo 0.56％，Si0.76％，余量为钛及不可避免的非金属杂质，钛合金板材强度达到1200MPa以上，但这种制造合金叶轮的方法使合金并没有在其本质上得到很大的改善，并且很难控制其材料的组成成分。
目前各种高温合金涡轮叶片在工厂中普遍采用的是铸造的方式进行的,由于涡轮片的工作条件苛刻，要求叶片材料具有良好的综合性能，而铸造高温合金的原始晶粒度比较粗大，其塑性和疲劳性能较变形高温合金低，造成叶片钢在工作过程中可靠性底，使叶片钢使用寿命短，制造成本高。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种改善叶片钢2Cr12MoV晶粒度的方法，满足复杂的工作环境要求。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的，一种改善叶片钢2Cr12MoV晶粒度的方法，其改善方法包括如下步骤：
步骤A、对叶片钢进行锻造，将叶片钢放在锻造机上进行锻造，锻造时，叶片钢型面单边余量为3-3.5mm，并且锻造机压力为2000N；
步骤B、将步骤A锻造好的叶片钢放在热处理炉内加热到一定温度，保温一段时间，然后水冷；
步骤C、将步骤B水冷之后的叶片钢进行回火处理，将淬火之后的叶片钢加热到一定温度，然后进行空冷；
步骤D、将步骤C回火之后的叶片钢放入980℃±5℃电阻炉中保温30~240min；
步骤E、将步骤D保温之后的叶片钢炉冷至720℃，保温720~960min；
步骤F、将步骤E保温之后的叶片钢炉冷至500℃，出炉空冷；
步骤G、将步骤F空冷完成的叶片钢进行后续调质处理即可。
优选的，步骤B中热处理炉温度为850-870℃，保温时间为60-120min。
优选的，步骤C中温度为830-840℃，保温时间为45-135min。
优选的，步骤E中的炉冷冷速为30~60℃/h。
优选的，步骤F中的炉冷冷速为30~60℃/h。
优选的，步骤G中的后续调质处理过程为：将空冷之后的叶片钢放在温度为500-650℃下保温一端时间之后进行空冷。
优选的，后续调质处理时间为40-90min。
优选的，所述叶片钢的厚度范围为30~200mm。
本发明的有益效果是：本发明的叶片钢经过后续调质处理过程之后，使叶片钢的性能，材质得到很大程度的调整，其强度、塑性和韧性得到提高，具有良好的综合机械性能，解决了传统的锻造、淬火、回火工序生产的叶片钢2Cr12MoV出现晶粒异常粗大现象，将叶片钢经过980℃±5℃保温30~240in炉冷至720℃，再保温720~960min炉冷至500℃，出炉空冷的叶片钢晶粒度会较之前有明显的提升，用本方法制造的叶片钢材料，能够对过程产生的粗晶材料进行改善或挽救，减小废品率，增加效益。
附图说明
图1为本发明的叶片钢2Cr12MoV试验测试结果表格。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
选取原始晶粒度为1的叶片钢进行处理，一种改善叶片钢2Cr12MoV晶粒度的方法，其改善方法包括如下步骤：
步骤A、对叶片钢进行锻造，将叶片钢放在锻造机上进行锻造，锻造时，叶片钢型面单边余量为3mm，并且锻造机压力为2000N；
步骤B、将步骤A锻造好的叶片钢放在热处理炉内加热到一定温度，保温一段时间，然后水冷；
其中，热处理炉温度为850-870℃，保温时间为60-120min；
步骤C、将步骤B水冷之后的叶片钢进行回火处理，将淬火之后的叶片钢加热到一定温度，然后进行空冷；
其中，温度为830-840℃，保温时间为45-135min；
步骤D、将步骤C回火之后的叶片钢放入980℃±5℃电阻炉中保温30~240min；
步骤E、将步骤D保温之后的叶片钢炉冷至720℃，保温720min；
其中，炉冷冷速为30~60℃/h；
步骤F、将步骤E保温之后的叶片钢炉冷至500℃，出炉空冷；
其中，炉冷冷速为30~60℃/h。
步骤G、将步骤F空冷完成的叶片钢进行后续调质处理即可；
其中，后续调质处理过程为：将空冷之后的叶片钢放在温度为500-650℃下保温一端时间之后进行空冷，后续调质处理时间为40-90min。
所述叶片钢的厚度范围为30mm。
实施例二：
选取原始晶粒度为1.5的叶片钢进行处理，一种改善叶片钢2Cr12MoV晶粒度的方法，其改善方法包括如下步骤：
步骤A、对叶片钢进行锻造，将叶片钢放在锻造机上进行锻造，锻造时，叶片钢型面单边余量为3.2mm，并且锻造机压力为2000N；
步骤B、将步骤A锻造好的叶片钢放在热处理炉内加热到一定温度，保温一段时间，然后水冷；
其中，热处理炉温度为850-870℃，保温时间为60-120min；
步骤C、将步骤B水冷之后的叶片钢进行回火处理，将淬火之后的叶片钢加热到一定温度，然后进行空冷；
其中，温度为830-840℃，保温时间为45-135min；
步骤D、将步骤C回火之后的叶片钢放入980℃±5℃电阻炉中保温30~240min；
步骤E、将步骤D保温之后的叶片钢炉冷至720℃，保温800min；
其中，炉冷冷速为30~60℃/h；
步骤F、将步骤E保温之后的叶片钢炉冷至500℃，出炉空冷；
其中，炉冷冷速为30~60℃/h。
步骤G、将步骤F空冷完成的叶片钢进行后续调质处理即可；
其中，后续调质处理过程为：将空冷之后的叶片钢放在温度为500-650℃下保温一端时间之后进行空冷，后续调质处理时间为40-90min。
所述叶片钢的厚度范围为80mm。
实施例三：
选取原始晶粒度为1.5的叶片钢进行处理，一种改善叶片钢2Cr12MoV晶粒度的方法，其改善方法包括如下步骤：
步骤A、对叶片钢进行锻造，将叶片钢放在锻造机上进行锻造，锻造时，叶片钢型面单边余量为3.4mm，并且锻造机压力为2000N；
步骤B、将步骤A锻造好的叶片钢放在热处理炉内加热到一定温度，保温一段时间，然后水冷；
其中，热处理炉温度为850-870℃，保温时间为60-120min；
步骤C、将步骤B水冷之后的叶片钢进行回火处理，将淬火之后的叶片钢加热到一定温度，然后进行空冷；
其中，温度为830-840℃，保温时间为45-135min；
步骤D、将步骤C回火之后的叶片钢放入980℃±5℃电阻炉中保温30~240min；
步骤E、将步骤D保温之后的叶片钢炉冷至720℃，保温900min；
其中，炉冷冷速为30~60℃/h；
步骤F、将步骤E保温之后的叶片钢炉冷至500℃，出炉空冷；
其中，炉冷冷速为30~60℃/h。
步骤G、将步骤F空冷完成的叶片钢进行后续调质处理即可；
其中，后续调质处理过程为：将空冷之后的叶片钢放在温度为500-650℃下保温一端时间之后进行空冷，后续调质处理时间为40-90min。
所述叶片钢的厚度范围为150mm。
实施例四：
选取原始晶粒度为2的叶片钢进行处理，一种改善叶片钢2Cr12MoV晶粒度的方法，其改善方法包括如下步骤：
步骤A、对叶片钢进行锻造，将叶片钢放在锻造机上进行锻造，锻造时，叶片钢型面单边余量为3.5mm，并且锻造机压力为2000N；
步骤B、将步骤A锻造好的叶片钢放在热处理炉内加热到一定温度，保温一段时间，然后水冷；
其中，热处理炉温度为850-870℃，保温时间为60-120min；
步骤C、将步骤B水冷之后的叶片钢进行回火处理，将淬火之后的叶片钢加热到一定温度，然后进行空冷；
其中，温度为830-840℃，保温时间为45-135min；
步骤D、将步骤C回火之后的叶片钢放入980℃±5℃电阻炉中保温30~240min；
步骤E、将步骤D保温之后的叶片钢炉冷至720℃，保温960min；
其中，炉冷冷速为30~60℃/h；
步骤F、将步骤E保温之后的叶片钢炉冷至500℃，出炉空冷；
其中，炉冷冷速为30~60℃/h。
步骤G、将步骤F空冷完成的叶片钢进行后续调质处理即可；
其中，后续调质处理过程为：将空冷之后的叶片钢放在温度为500-650℃下保温一端时间之后进行空冷，后续调质处理时间为40-90min。
所述叶片钢的厚度范围为200mm。
经过实施例一、二、三和四处理之后的叶片钢检测结果如图1所示，叶片钢经过980℃±5℃保温30~240in炉冷至720℃，再保温720~960min炉冷至500℃，出炉空冷的叶片钢晶粒度会较之前有明显的提升，用本方法制造的叶片钢材料，能够对过程产生的粗晶材料进行改善或挽救，减小废品率，增加效益。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (4)

1.一种改善叶片钢2Cr12MoV晶粒度的方法，其特征在于：其改善方法包括如下步骤：
步骤A、对叶片钢进行锻造，将叶片钢放在锻造机上进行锻造，锻造时，叶片钢型面单边余量为3-3.5 mm，并且锻造机压力为2000 N；
步骤B、将步骤A锻造好的叶片钢放在热处理炉内加热到850-870 ℃，保温60-120 min，然后水冷；
步骤C、将步骤B水冷之后的叶片钢进行回火处理：将步骤B淬火之后的叶片钢加热到830-840 ℃，保温45-135 min，然后进行水冷；
步骤D、将步骤C回火之后的叶片钢放入980 ℃± 5 ℃电阻炉中保温30-240 min；
步骤E、将步骤D保温之后的叶片钢炉冷至720 ℃，保温720-960 min；
步骤F、将步骤E保温之后的叶片钢炉冷至500 ℃，出炉空冷；
步骤G、将步骤F空冷完成的叶片钢在500-650 ℃下保温40-90 min后再次进行空冷。
2.根据权利要求1所述的一种改善叶片钢2Cr12MoV晶粒度的方法，其特征在于：步骤E中的炉冷冷速为30～60 ℃/h。
3.根据权利要求1所述的一种改善叶片钢2Cr12MoV晶粒度的方法，其特征在于：步骤F中的炉冷冷速为30～60 ℃/h。
4.根据权利要求1所述的一种改善叶片钢2Cr12MoV晶粒度的方法，其特征在于：所述叶片钢的厚度范围为30～200 mm。
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