葉片用x20cr13鋼的熱處理工藝研究

1、：＼：全：舍：舍!全：舍：全：金：一試驗研究～葉片用X20Crl3鋼的熱處理工藝研究宋帆，方順發(fā)，袁達(dá)，丁麗鋒(上海電氣電站設(shè)備有限公司上海汽輪機(jī)廠，上海200240)摘要：試驗研究了影響X20Crl3葉片鋼力學(xué)性能的相關(guān)熱處理工藝參數(shù)。試驗結(jié)果表明，若淬火溫度偏高，晶粒易粗化，導(dǎo)致沖擊性能降低較多。該鋼有明顯的回火脆性，因此回火冷卻速度應(yīng)稍快，回火時間應(yīng)充分。該鋼風(fēng)冷淬火也能獲得良好的綜合力學(xué)性能。關(guān)鍵詞：淬火溫度；淬火冷卻；回火脆性

2、；沖擊試驗溫度中圖分類號：TG161文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1008—1690(2010)02—0054—006HeatTreatmentProcessofX20Cr13SteelforBladeSONGFan，F(xiàn)ANGShun—fa，YUa，DINGLifeng(CollegeofMaterialsScienceandEngineering，XihuaUniversity，Chengdu610039，Sichuan)Abstract：

3、ForX2OCrl3steelusedforblades，therelatedheattreatmentprocessparametersaffectingthemechanicalpropertieswereinvestigatedTheresultsindicatethatiftheaustenitizingtemperaturefhardeningisonthehighside，thegrainsofsteelwillbecoar

4、sened，thusresultinginappreciablereductioninimpacttoughnessX20Crl3steelistobemorequicklycooledfromthetemperingtemperaturebecauseofitsobvioustemperbritllenessandtobefullytemperedEvenifthesteeliscooledinforcedairfromanauste

5、nitizingtemperatureitsgoodcombinationofmechanicalpropertiescanstillbeobtainedKeywords：austenitizingtemperaturefhardening；quenching；temperbritlleness；impacttesttemperatureX2OCrl3為馬氏體不銹鋼，主要用作汽輪機(jī)動、靜葉片。產(chǎn)品經(jīng)近二年多的使用，對該材料的熱處理工藝參

6、數(shù)摸索出了一定的規(guī)律。但由于各鋼廠的來料在內(nèi)在質(zhì)量和表面質(zhì)量上存在一定的差異，熱處理后有時常溫沖擊性能不合格，表面細(xì)微裂紋淬火后擴(kuò)展，在后續(xù)機(jī)加工中無法加工出圖樣尺寸而造成報廢等現(xiàn)象。為此，針對生產(chǎn)現(xiàn)狀，有必要對影響X2OCrl3鋼熱處理后性能不合格的主要原因進(jìn)行研究，積累相關(guān)數(shù)據(jù)，為改進(jìn)、完善大生產(chǎn)的熱處理工藝提供可靠的依據(jù)。1技術(shù)要求11化學(xué)成分和力學(xué)性能要求(見表1、表2)。表1X2OOrl3鋼的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)。％)Table

7、1ChemicalcompositionofX20Cr13steel(州％)表2X2OCrl3鋼葉片的力學(xué)性能要求Table2MechanicalpropertyrequirementsforbladesofX20Cr13steel12推薦的熱處理工藝淬火：950—1050oC油冷或空冷；回火：1650℃，空冷。收稿日期：2009—0923作者簡介：宋帆(1964)，女，上海市人，工程師，長期從事汽輪機(jī)金屬材料熱處理工藝研究工作。聯(lián)系電

8、話：021—64358331X3948，1381852850854《熱處理》2010年第25卷第2期3試驗結(jié)果分析從表5的試驗結(jié)果看，屈服強(qiáng)度、斷后伸長率、斷面收縮率全部符合規(guī)范要求；抗拉強(qiáng)度、沖擊性能、硬度有部分?jǐn)?shù)值超出規(guī)范要求。對表5中的主要工藝參數(shù)、試驗結(jié)果分析如下。31從980oC和1020℃油淬的性能比較從980oC和1020℃油淬，在不同溫度回火后的抗拉強(qiáng)度和沖擊性能A(3個試樣的平均值)見圖1。從圖1可以看出，980oC油

9、淬和1020℃油淬的抗拉強(qiáng)度前者稍低，但其沖擊值提高較多。試樣經(jīng)690qC回火后的顯微組織見圖2?！?==Rm980℃油冷—＼—‘j～——▲一k980℃油冷、1_l020℃油冷kv1020℃油冷’：：：—／一：／。且一—二一一一_r毒伯是回火溫度／C圖1X20Cr13鋼油淬后回火溫度對抗拉強(qiáng)度和沖擊性能的影響Fig1MechanicalpropertiesofX2OCrl3steeloil—quenchedfrom980℃or1020℃

10、andsubsequentlytemperedatv~rioustemperatures(a)(b)圖2油淬并于690℃回火后鋼的顯微組織x500(a)980℃油冷；(b)1020℃油冷Fig2MicrostructuresofX2OCrl3Steelquenchedinoilandtemperedat690℃500(a)quenchedfrom980℃；(b)quenchedfrom1020℃從圖2的顯微組織看，均為保持馬氏體位相的回

11、l20。廠?；鹚魇象w，980℃油冷的晶粒度為8級，1020cI=油冷I。的晶粒度為4～5級。這種晶粒度的差異也是如圖1皇75ol二所示1020oC油冷比980oC油冷沖擊值低的原因。囂600l一3，2980oc和1020℃空冷淬火的性能比較450J由于鋼廠來料的表面質(zhì)量不理想，常常存在表㈨LⅢ面細(xì)微裂紋，葉片坯料經(jīng)調(diào)質(zhì)、機(jī)加工后發(fā)現(xiàn)裂紋擴(kuò)0展，無法加工出所需尺寸，不得不報廢，造成很大經(jīng)濟(jì)損失。為此，從X2OCrl3鋼的特性看，只要大生圖

12、3空產(chǎn)中能規(guī)范操作，完全可以采用較為緩慢的冷卻方Fig3M式淬火。980oC和1020℃空冷淬火后經(jīng)不同溫度from回火的鋼的抗拉強(qiáng)度和沖擊性能如圖3所示。錒跫回火溫度／℃冷淬火后回火溫度對抗拉強(qiáng)度和沖擊性能的影響echaniealpropertiesofX2OCrl3steelquenchedinair980℃or1020oCandsubsequentlytemperedatvarioustemperatures56《熱處理》2010