固溶處理對G80T高溫耐磨板組織及力學性能的影響

  G80T鋼是一(yi)種特殊電渣定向凝固冶煉的(de)M50鋼,屬(shu)于耐(nai)350℃的(de)中(zhong)溫(wen)二代耐(nai)磨板。從目前(qian)國內外報道的(de)文獻來看,M50鋼依然是制造航空發動機主(zhu)(zhu)軸(zhou)(zhou)軸(zhou)(zhou)承(cheng)的(de)主(zhu)(zhu)要(yao)材(cai)(cai)料,最高(gao)(gao)(gao)使(shi)用溫(wen)度(du)(du)可達315℃。不斷提(ti)高(gao)(gao)(gao)的(de)DN值(zhi)(軸(zhou)(zhou)承(cheng)直(zhi)徑(jing)與軸(zhou)(zhou)承(cheng)轉速的(de)乘積)要(yao)求發動機主(zhu)(zhu)軸(zhou)(zhou)承(cheng)具有(you)更高(gao)(gao)(gao)的(de)抗彎和抗扭性(xing)能,從而對軸(zhou)(zhou)承(cheng)材(cai)(cai)料的(de)韌性(xing)提(ti)出了更高(gao)(gao)(gao)的(de)要(yao)求。已有(you)研(yan)究結(jie)果表明可以通過動態再結(jie)晶(jing)(jing)(jing)對G80T鋼的(de)原始材(cai)(cai)料進(jin)行(xing)晶(jing)(jing)(jing)粒(li)細(xi)化(hua),進(jin)而達到改善軸(zhou)(zhou)承(cheng)材(cai)(cai)料韌性(xing)和提(ti)高(gao)(gao)(gao)材(cai)(cai)料強度(du)(du)的(de)目的(de)。為(wei)保(bao)證熱變形G80T鋼的(de)晶(jing)(jing)(jing)粒(li)在固溶處理后兼具細(xi)小晶(jing)(jing)(jing)粒(li)和較高(gao)(gao)(gao)硬度(du)(du),科研(yan)人員選取經(jing)過動態再結(jie)晶(jing)(jing)(jing)已細(xi)化(hua)組織晶(jing)(jing)(jing)粒(li)的(de)G80T鋼作為(wei)原材(cai)(cai)料,研(yan)究了奧氏體化(hua)溫(wen)度(du)(du)和奧氏體化(hua)時間對結(jie)構性(xing)能的(de)影響(xiang)。

  試驗材料為定向電渣重熔冶煉,直徑為Φ150cm的鑄態高溫耐磨板G80T鋼錠(ding),其成分(fen)(質(zhi)量(liang)分(fen)數,%)為C0.82,Cr4.11,Mo4.19,V0.97,余量(liang)Fe。

  鑄錠經高溫擴散退火(huo)5h后(hou),取樣(yang)加工成Φ8mm×15mm圓柱體試(shi)樣(yang)。為(wei)了通過動態再(zai)結晶細(xi)化晶粒尺寸,在熱模擬試(shi)驗(yan)機Gleeble-3800上經1200℃下保溫2min后(hou),以5℃/min冷卻(que)至(zhi)1050℃,以10s-1的(de)變(bian)(bian)形速(su)率進行60%的(de)壓縮變(bian)(bian)形,再(zai)以5℃/min冷卻(que)至(zhi)600℃后(hou)冷卻(que)至(zhi)室溫得到(dao)變(bian)(bian)形試(shi)樣(yang)。

  將熱(re)壓(ya)(ya)縮(suo)后的(de)試樣(yang)在(zai)箱式電阻爐(lu)中進行固溶處理(li),處理(li)溫度為950、1000、1050、1100、1150、1200℃,到溫裝爐(lu),保溫時間(jian)為5、10、30、60min,出爐(lu)后快速油淬(cui)。將試樣(yang)沿熱(re)壓(ya)(ya)縮(suo)時壓(ya)(ya)力加(jia)載的(de)方向(xiang)均勻縱(zong)切成兩半,對縱(zong)切面的(de)中心部(bu)位進行組織和硬度觀察。

  結果表(biao)明,隨著固(gu)溶(rong)溫度(du)(du)的升高,在1050℃之前奧氏體晶(jing)(jing)粒尺寸(cun)先緩慢增加到(dao)約7~8μm,然后(hou)(hou)隨固(gu)溶(rong)溫度(du)(du)的進一步(bu)提高而異常長大。試驗鋼的顯(xian)微硬度(du)(du)隨固(gu)溶(rong)溫度(du)(du)先升高后(hou)(hou)降低,在1050℃固(gu)溶(rong)時顯(xian)微硬度(du)(du)達(da)到(dao)921HV0.2,是細(xi)晶(jing)(jing)強化和碳化物析出(chu)強化共同作用所(suo)致。熱(re)力學計算(suan)結果表(biao)明,熱(re)壓縮60%的G80T鋼在重新奧氏體化過程(cheng)中的晶(jing)(jing)粒長大行為(wei)受合金元素(su)擴(kuo)散控(kong)制,其擴(kuo)散激活能為(wei)333kJ/mol。