航空發(fā)動機(jī)用滲碳齒輪鋼16Cr3NiWMoVNbE生產(chǎn)工藝及性能的研究.pdf

1、隨著我國航空工業(yè)飛速發(fā)展和國際形勢風(fēng)云變幻的要求，對航空用鋼材性能要求越來越高。而航空發(fā)動機(jī)是飛機(jī)的心臟，中央錐形傳動齒輪是其中關(guān)鍵部件，我國以前機(jī)型的傳動齒輪主要采用12Cr2Ni4A和18Cr2Ni4wA高級優(yōu)質(zhì)鋼制造，但這兩種材料使用溫度均在170℃以下，滿足不了新一代機(jī)型發(fā)動機(jī)高工作溫度(>300℃)的要求。隨著機(jī)型變化和新一代航空發(fā)動機(jī)設(shè)計要求的提高，對關(guān)鍵部件的齒輪材料提出了更高的質(zhì)量要求，因此我們研制了新型航空發(fā)動機(jī)用滲碳

2、齒輪鋼16Cr3NjWMoVNbE，由于它具有航空用齒輪鋼高質(zhì)量水平重要標(biāo)志：高的純凈度，細(xì)的晶粒度和良好的組織均勻性，因此它不僅能滿足常規(guī)力學(xué)性能的要求，而且適應(yīng)新機(jī)型>300℃工作溫度的要求，具有優(yōu)良的綜合性能，完全可以用于新機(jī)型航空發(fā)動機(jī)齒輪的制造。 16Cr3NiWMoVNbE是一種多元素復(fù)合合金化的結(jié)構(gòu)鋼。化學(xué)成分中含有熔點高的W、Mo、V、Nb及易氧化的元素，特別是Ce、Al，因此精確控制其成分并保證成分均勻性難度很

3、大。為此，在研制該鋼冶煉工藝時，除采用了較好的精煉措施，即真空感應(yīng)冶煉+電渣重熔外，還采用了特殊方法，既保證了高的純凈度又較好地控制了化學(xué)成分。此外，為了能夠充分發(fā)揮各種合金元素的有利作用并保證細(xì)的晶粒及組織均勻性，采用鍛造開坯軋制成材，對鍛軋工藝進(jìn)行大量摸索研究工作，優(yōu)化了工藝參數(shù)。 本文旨在研究16Cr3NiWMoVNbE鋼冶煉工藝控制；鍛軋工藝摸索；鋼材高溫性能；低溫沖擊性能；淬透性水平；晶粒長大傾向；室溫力學(xué)性能；顯微組

4、織、斷口等。并對國產(chǎn)和進(jìn)口鋼材進(jìn)行綜合性能測試：最佳熱處理制度確定；短時力學(xué)性能；持久與蠕變性能；疲勞性能；物理性能測試等。所得結(jié)論如下： (1)采用真空感應(yīng)爐加電渣重熔冶煉、鍛軋生產(chǎn)的16Cr3NiWMoVNbE鋼材化學(xué)成份、純凈度、常溫力學(xué)性能、低倍組織、晶粒度、硬度、發(fā)紋、斷口等均達(dá)到新機(jī)型航空發(fā)動機(jī)高溫齒輪用軍工材料使用要求，具有組織均勻、性能優(yōu)良、純潔度高等優(yōu)點。 (2)16Cr3NiWMoVNbE鋼的高溫強(qiáng)度