1Cr12Co6MoVNbN(SPSAV)压气机盘产生低倍缺陷的研究

王黎云

四川川投长钢股份有限公司第三钢厂

摘　要　1Cr12Co6MoVNbN(SPSAV)是一种添加钼、铌、钡、氮、钴进行第二相强化了的12%铬型的马氏体不锈钢。在生产10级,11级高压压气机盘出现了从未出现过的低倍组织的白色未腐蚀区。为了消除这种现象,本文通过比较金相照片,对金相试样作电子探针、扫描电镜等进一步检验,比较生产工艺等方法,找到了产生低倍组织存在白色未腐蚀区的真正原因是冷却工艺的改变,并且提出了消除的办法。

关键词　1Cr12Co6MoVNbN　高压压气机盘　低倍缺陷研究　白色未腐蚀区

1　前言

　　1Cr12Co6MoVNbN(SPSAV)是在12%铬型马氏体不锈钢里添加钼、铌、钒、氮、钴进行第二相强化。强化机理比较复杂,包括固溶强化和质点强化。加深强化即由于固溶体铁中添加溶质与位错相互作用而引起流变应力的增加。铬、钼、铌形成第二相质点达到强化作用,具有抗蠕变的能力。

本产品用于发动机高压气机盘7-11机盘。是发动机核心部件之一,我们非常重视此批生产任务。1997年9月开始到同年11月完成,投产11炉全部交货。采用的工艺是真空感应炉+真空自耗炉生产工艺,用2000锤快锻进行锻造成材,采用锻拔工艺;使ª200mm锻棒其锻比达到6,确保材料的组织均匀性、化学成分及力学性能都以一次合格完成,尤其蠕变性能一次合格,达到技术指标,圆满的完成此次生产任务,这在我厂SPSAV生产史上还是首次。(见表1、表2、表3)。

图1　SPSAV低倍组织缺陷

　　此次生产11炉,其中有两炉(炉号3710-78,3710-83)提供3007厂生产10级、11级高压压气机盘,总量为1.16吨。3007厂生产的10级和11级高压压气机盘在热处理后作解剖时发现有低倍缺陷如图1,其中低倍组织有白色未腐蚀区,这种现象在其他生产厂和我厂检验中都没有遇到,为此对此现象进行研究。

2　白色未腐蚀区的特殊

　　切取图1中带有白亮未腐蚀区的特殊的金相试样进行检验,从图2中可以看见明显的白亮区与基体组织上有差别,但两区内夹杂物分布没有差别。为进一步检验进行电子探针和扫描电镜,见表4。

图2　SPSAV非正常金相组织

宏观抗腐蚀元素成分之和12.05(指数)。亮区为12.46,基体区12.38,两区存在成分差异,亮区-基体区=0.08。基体区与宏观区只差:基体区-宏观区=0.33。这区间分析的结果都可算在分析允许偏差内。

宏观分析偏差根据GB222-84的表3可见V±0.03、Cr±0.05、Nb±0.05、Mo±0.03,总偏差为0.52,亮区与基体区成分偏差为0.08,这种微量的成分差别是在分析偏差之内,不影响使用。

3　产生原因

本次原材料及生产工艺没有任何变化,此低倍缺陷只产生于10、11级高压压气机盘,由于锻造厂家采用改装的液氮喷雾冷处理与原用干冰冷处理存在工艺上的变化,因而估计在冷处理过程中出现此现象。这种现象正象在作SPSAV类的实物料解剖喷雾腐蚀试验出现的表面腐蚀情况类似,见图3,这证实在SPSAV冷处理喷雾试验中可能带有一定成分的喷雾溶液,使其表面腐蚀斑点出现。

图3　SPSAV喷雾腐蚀试验

4　解决办法

　　为消除这种腐蚀斑点,我们采用热处理实验。使锻件通过正火+退火热处理工艺消除这种腐蚀斑点,这样使锻件在进行正常热处理过程中,就可望消除此低倍缺陷。

5　结论

5.1　在高压压气机盘的生产过程中,出现的未腐蚀区是由于现行热处理过程中喷雾现象造成的,经检验亮区与基体区成分有微量的差异造成腐蚀组织有所差别,这种微量的成分差异造成腐蚀组织有所差别,这种微量的成分差,不影响使用,在允许的分析偏差之内。

5.2　生产高压压气机盘,由于多次热加工、热处理,要使组织性能均匀,在盘件处理之前应进行正火+退火处理,消除热加工过程中产生的组织应力和消除在热加工过程中碳化物和其它相的析出,确保组织的稳定性。