1.大冶特殊钢股份有限公司,黄石 435001
2.高品质特殊钢湖北省重点实验室,黄石 435001
3.内蒙古科技大学 材料科学与工程学院,包头 014010
4.无锡透平叶片有限公司,无锡 214174
张秀丽(1970—),女,硕士,正高级工程师;E-mail:fszxy70@163.com
龚志华(1979—),男,博士,教授;E-mail:gzh_2001@163.com
收稿:2025-03-07,
修回:2025-05-08,
录用:2025-05-08,
纸质出版:2025-07-30
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张秀丽,龚志华,刘新权等.热处理工艺对1Cr16Ni2MoN叶片钢断面收缩的影响[J].特殊钢,2025,46(04):163-168.
Zhang Xiuli,Gong Zhihua,Liu Xinquan,et al.Effect of Heat Treatment Process on the Section Shrinkage of 1Cr16Ni2MoN Blade Steel[J].Special Steel,2025,46(04):163-168.
张秀丽,龚志华,刘新权等.热处理工艺对1Cr16Ni2MoN叶片钢断面收缩的影响[J].特殊钢,2025,46(04):163-168. DOI: 10.20057/j.1003-8620.2025-00060.
Zhang Xiuli,Gong Zhihua,Liu Xinquan,et al.Effect of Heat Treatment Process on the Section Shrinkage of 1Cr16Ni2MoN Blade Steel[J].Special Steel,2025,46(04):163-168. DOI: 10.20057/j.1003-8620.2025-00060.
为了解决1Cr16Ni2MoN钢断面收缩率不稳定的问题,采用OIM、SEM、TEM及热力学计算等方法分析了不同回火工艺下燃机叶片用1Cr16Ni2MoN马氏体耐热钢的组织及塑韧性。结果表明,1Cr16Ni2MoN钢在1 040 ℃淬火,550~560 ℃工艺下,抗拉强度、屈服强度和断面收缩率分别达到1 200、1 000 MPa、65%以上;主要碳化物析出为M
23
C
6
类型,组织中因Cr的偏析形成大颗粒碳化物组成的带状组织,并伴生δ-铁素体的形成。碳化物随着回火温度增加,析出数量增加,晶界和板条界的碳化物聚集并发生粗化,导致板条和相界面结合力降低,能够加速裂纹的产生和扩展,从而降低了断面收缩率和冲击韧性。综合考虑δ-铁素体和断面收缩率控制,需要进行成分调整,
w
[C]控制到0.15%,适当将
w
[N]提高至0.07%,并增加扩散退火工艺,减少因偏析导致的碳化物富集。
In order to solve the problem of unstable cross-sectional shrinkage of 1Cr16Ni2MoN steel, OIM, SEM, TEM, and thermodynamic calculations and other means were used to study the microstructure and ductility of 1Cr16Ni2MoN martensitic heat-resistant steel for gas turbine blades under different tempering processes. The results show that 1Cr16Ni2MoN steel quenched at 1 040 ℃ and 550 ℃-560 ℃, with a tensile strength of over 1 200 MPa, a yield strength of over 1 000 MPa, and a cross-sectional shrinkage rate of over 65%; The main type of carbide precipitation is M
23
C
6
, which forms a banded structure composed of large carbide particles due to Cr segregation in the microstructure, accompanied by the formation of δ-ferrite. With the increase of tempering temperature, the amount of carbide precipitation increases, and the carbide at grain boundary and Flat noodles boundary gathers and coarsens, which leads to the decrease of the bonding force between flat noodles and phase interface, which can accelerate the generation and propagation of cracks, thus reducing the reduction of a
rea and impact toughness.Taking into account the control of δ - ferrite and cross-sectional shrinkage rate, it is necessary to adjust the composition, the content of C should be minimized as much as possible, with the carbon content maintained at 0.15%, the content of N should be suitably increased to upper limit of 0.007%, and the diffusion annealing process should be implemented to reduce the enrichment of carbides resulting from segregation.
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