1Cr11Ni2W2MoV不锈钢气体渗氮工艺研究

研究了1Cr11Ni2W2MoV马氏体不锈钢气体渗氮工艺参数对试样尺寸变化的影响,讨论了固溶冷却介质对其钝化膜形成与气体渗氮的影响。通过光学显微镜、扫描电镜和X-ray衍射仪分析了渗氮层组织和物相,利用显微硬度计检测了其硬度,采用中性盐雾试验评价了钝化膜形成能力。结果表明:1Cr11Ni2W2MoV不锈钢固溶油淬时,其中性盐雾试验24h时发生表面锈蚀现象。在600℃×12h气体渗氮时,渗氮层由Fe_(2-3)N与Fe_(4)N相为主和少量CrN相组成,渗层硬度950HV0.1以上,渗层厚度≥260μm。采用固溶水淬时,中性盐雾试验72h未发现表面锈蚀现象,其渗层深≤10µm,表明固溶快速冷却有利于提升马氏体不锈钢表面钝化膜形成能力。

酸性环境下1Cr11Ni2W2MoV钢腐蚀防护研究

海洋环境中的高温、高湿、高盐雾等为舰载航空发动机带来了严重的腐蚀风险。1Cr11Ni2W2MoV不锈钢具有良好的力学性能和抗氧化性能,是某型舰载航空发动机紧固件重要的选用材料,然而1Cr11Ni2W2MoV对Cl-非常敏感,海洋环境下极易发生腐蚀。本文对1Cr11Ni2W2MoV不锈钢表面镀Cu-Ni-Cr、化学镀镍、镀Cd和涂覆TWL-12(底层)+TWL-20(面层)四种状态的试样进行了192h酸性盐雾、680h酸性大气试验。结果表明;镀Cu-Ni-Cr、化学镀镍在酸性盐雾试验后均出现小面积的的腐蚀现象;而镀Cd在酸性盐试验后仅出现变色,未出现明显腐蚀现象;涂覆TWL-12(底层)+TWL-20(面层)在酸性盐雾和酸性大气试验后均未出现明显变化,表现出良好的耐酸性盐雾和酸性大气性能。

1Cr11Ni2W2MoV不锈钢轴承盖表面线性缺陷分析

对多个1Cr11Ni2W2MoV不锈钢轴承盖出现的线性缺陷进行研究,从宏观和微观角度对缺陷进行检测分析,结果表明:轴承盖零件出现的线性缺陷为锻造折叠缺陷,形成原因主要与多火次成形过程中毛坯毛刺被挤入以及捶打位置偏离有关。在此基础上,对锻造折叠的形成机理、危害和预防措施进行相关阐述。

1Cr11Ni2W2MoV钢疲劳裂纹闭合与试样类型的相关性

压力容器材料的疲劳裂纹扩展门槛值在预测服役寿命方面具有重要意义,而门槛值的准确测定常受到裂纹闭合的影响。为了验证采用角裂纹(CC)试样测定疲劳裂纹扩展门槛值时是否受裂纹闭合影响,采用1Cr11Ni2W2MoV钢加工了角裂纹试样和紧凑拉伸(C(T))试样,在室温下开展了疲劳裂纹扩展门槛值试验,并测定了门槛值对应的载荷-裂纹张开位移曲线。通过扫描电子显微镜对断口形貌中由裂纹闭合产生的磨损痕迹进行了观察。结合试验结果分析了两种试样类型的裂纹闭合程度及成因。通过CC试样测定的门槛值与C(T)试样相近或更小。在所测试4个CC试样中,仅有一个出现了足以影响裂纹扩展驱动力的裂纹闭合现象,而在所有测试的C(T)试样中均观察到了裂纹闭合。CC试样可用于疲劳裂纹扩展门槛值试验,并在当前试验条件下获得了接近理想门槛值的结果。

1Cr11Ni2W2MoV不锈钢螺栓脆性断裂故障失效分析

针对某型航空发动机在整机装配过程中发生的1Cr11Ni2W2MoV不锈钢螺栓断裂故障,按照零件失效分析的一般方法,进行了故障件理化检测和批次零件制造质量检查,包括对故障件进行断口宏观与显微SEM检查,对零件热处理工艺参数与材料标准、热处理执行标准参数进行比照,并对存在质疑的回火脆性问题开展了不同回火温度与冷却速度下的验证试验。结果表明:故障件断口主要由扩展区与瞬断区组成,主要特征为沿晶+准解理,失效模式为一次性大应力脆断;致使零件脆性的原因在于回火温度640℃处于第2类回火脆性区间;回火后快速冷却可缓解脆性,但无法消除。避免回火脆性是解决螺栓装配断裂的根本途径,因此要求螺栓零件选择回火温度时应避开脆性区间,冷却时快速通过该区间。

1Cr11Ni2W2MoV闪光对焊接头的组织与性能

针对1Cr11Ni2W2MoV不锈钢开展了闪光对焊试验,并对其焊接接头的组织和力学性能进行了分析研究。结果表明:采用闪光对焊方法焊接1Cr11Ni2W2MoV,能够获得优质的焊接接头。由于闪光对焊属于固相连接,1Cr11Ni2W2MoV闪光对焊焊缝中并无金属熔化形成的铸造组织。焊后经1 000℃油淬和570℃回火处理时,主要表现为回火索氏体组织。1Cr11Ni2W2MoV闪光焊接头的强度系数达到90%,塑性与母材相当,冲击吸收能量达到母材的71%。

1Cr11Ni2W2MoV和16Ni3CrMoE两种钢的高温扭转疲劳性能研究

对 1Cr11Ni2W 2MoV和 16Ni3CrMoE两种钢的高温扭转疲劳性能进行研究 ,采用三参数幂函数法拟合试验数据 ,并就温度。

施加氮化钛铝涂层对1Cr11Ni2W2MoV不锈钢力学性能的影响

采用电弧离子镀技术在马氏体热强不锈钢1Cr11Ni2W2MoV样品表面沉积了氮化钛铝涂层，研究了涂层对不锈钢的高温拉伸强度、持久断裂时间以及常温旋转弯曲疲劳寿命的影响。Ti0.7Al0.3N涂层的施加对高温拉伸强度影响不大，高温持久实验表明，Ti0．7Al0．3N涂层显著延长了材料的持久断裂时间；Ti0.7Al0.3N和Ti0．5Al0．5N涂层均使试样的疲劳寿命提高约20％左右；高温持久时间和常温旋转弯曲疲劳寿命的提高与涂层制备过程中高脉冲偏压轰击下不锈钢表面形成的一层结构均匀、组织致密的表面强化层的，以及涂层中的压应力的存在。

喷丸对1Cr11Ni2W2MoV钢航空发动机涡轮盘表面完整性的影响

对航空发动机涡轮盘采用两种不同弹丸喷丸后,用金相显微镜、表面粗糙度仪、X-350A应力衍射仪、DUH-211(S)动态超微小显微硬度计和SUPPA40高分辨热场发射扫描电镜等设备对1Cr11Ni2W2MoV不锈钢航空发动机涡轮盘喷丸前后表层组织、表面粗糙度、残余应力、超显微硬度及冲击断口等进行对比观测。结果表明:喷丸后表层组织有细化;表面粗糙度值约为未喷丸的10倍;表面残余压应力约为未喷丸的2倍多;表层硬度由表及里呈下降趋势;通过对冲击断口的观察分析可知,喷丸除了对疲劳性能有改善作用外,对材料断裂也有一定的作用。弹丸种类的不同仅在表面残余压应力上有差异体现。

不同热处理制度下1Cr11Ni2W2MoV闪光对焊接头的组织与性能

针对1Cr11Ni2W2MoV不锈钢开展闪光对焊试验,研究不同焊后热处理制度对其焊接接头组织和力学性能的影响。结果表明:采用闪光对焊方法焊接1Cr11Ni2W2MoV,能够获得优质的焊接接头。1Cr11Ni2W2MoV闪光焊焊态下焊缝组织为马氏体和少量的δ铁素体组织,焊接接头具有较好的拉伸性能,但塑性和韧性较差。经过淬火+回火热处理后组织表现为回火索氏体组织,焊接接头的抗拉强度、塑性和韧性等性能均得到改善。在1000℃油淬+570℃回火状态下,焊接接头具有良好的综合力学性能。

1Cr11Ni2W2MoV钢叶片的热加工工艺与力学性能

1Cr11Ni2W2MoV钢是在低碳的W_(Cr)=12％钢中加入大量的W、Mo、V等缩小奥氏体相区的铁素体形成元素,使其具有马氏体相变硬化能力,而得到的一种新型的马氏体耐热不锈钢。该钢种具有良好的综合力学性能,在航空工业中已被广泛用于制造600℃以下工作的发动机叶片、盘、轴等重要零部件。 本文将主要探讨航空1Cr11Ni2W2MoV钢叶片热加工工艺(锻造及热处理)与力学性能的关系。

1Cr11Ni2W2MoV钢低周疲劳性能

对1Cr11Ni2W2MoV钢进行了200℃应变疲劳试验,在数据统计处理中引入了破坏轨线、等效子样等概念,得到了概率为99.87%的数据及P-ε-N曲线,为压气机盘件的可靠性分析与寿命估计提供了依据.

1Cr11Ni2W2MoV钢真空正压气淬热处理

阐述了

13Cr11Ni2W2MoV马氏体热强不锈钢的韧-脆转变及脆化机理

13Cr11Ni2W2MoV马氏体热强不锈钢用于制备航天火工品构件时,服役温度低至-196℃,需其具有良好的低温冲击韧性。为此本实验研究了13Cr11Ni2W2MoV不锈钢在-150~100℃的夏比冲击性能。采用光学显微镜、扫描电子显微镜和透射电镜分析其显微组织及冲击断口形貌,结合冲击能量及脆性断面率确定了韧-脆转变温度(DBTT),分析了韧-脆转变规律。结果表明:13Cr11Ni2W2MoV不锈钢的DBTT为-35.5℃。温度由100℃降低到-150℃,13Cr11Ni2W2MoV不锈钢的冲击吸收功由180 J降低至30 J。断口放射区主要表现为由撕裂棱和解理面共存的准解理断裂模式,随着温度降低,放射区解理台阶的高度减小,撕裂棱的宽度变窄。纤维区及剪切唇区表现为韧性断裂模式,断口以韧窝为主,随温度降低韧窝的数量及深度减少。裂纹萌生能量及稳定裂纹扩展过程中吸收的能量随温度降低显著下降,裂纹扩展的难度变低,因此发生了韧-脆转变。韧-脆转变的可能原因为低温下位错难以产生和滑动。

海洋大气环境对低温渗铝1Cr11Ni2W2MoV钢腐蚀影响

为了考核低温渗铝对1Cr11Ni2W2MoV钢在海洋大气环境下的腐蚀防护作用。采用自然环境试验方法,研究了低温渗铝工艺对1Cr11Ni2W2MoV钢耐蚀性能、拉伸性能的影响。结果表明:低温渗铝层对提高1Cr11Ni2W2MoV钢在海洋大气环境下的耐蚀性具有一定作用,但低温渗铝层比较薄且腐蚀产物结合力较差,对基体的保护作用有限;低温渗铝层腐蚀破坏,1Cr11Ni2W2MoV不锈钢进而发生点蚀,腐蚀引起拉伸时的有效承载面积减少是导致拉伸性能下降的主要原因。

1Cr11Ni2W2MoV钢表面涂层强化技术浅析

表面涂层强化技术被广泛地应用于1Cr11Ni2W2MoV钢制航空发动机叶片中,用于提高叶片在高温下的抗氧化腐蚀能力。本文概述了在1Cr11Ni2W2MoV钢表面沉积氮化钛铝涂层的强化机理是:高温下氮化钛铝涂层经氧化会在表面会形成一层致密、完整的Al2O3保护膜,阻碍氧化反应的进一步发生,保护内层的基体材料。采用电弧离子镀技术可以使氮化钛铝涂层具有梯度纳米功能,在提高涂层自身性能的同时,增强涂层与基体合金的结合力,进一步提升涂层的抗氧化腐蚀效果。

论激光冲击强化技术在1Cr11Ni2W2MoV钢中的应用

本文从激光冲击强化的原理着手,概述了激光冲击处理的一般工艺过程及相关参数,着重分析了激光冲击强化提高零件疲劳性能的原因,简述了激光冲击强化在1Cr11Ni2W2MoV钢表面强化处理中的研究应用情况。激光冲击处理后1Cr11Ni2W2MoV钢制零件的表面显微硬度增加,表层组织明显细化,出现了一定深度的变形层等,这些零件的组织结构变化都有助于提高零件的疲劳寿命,同时零件的表面粗糙度在一定程度上降低了,使零件表面的局部应力集中增加,会在一定程度上影响零件的疲劳性能。

发动机1Cr11Ni2W2MoV叶片激光冲击强化的应用研究

激光冲击强化是一种新型表面处理技术,利用高功率激光束冲击金属零件表面,在零件表面形成较大的残余压应力,可有效改善零件的疲劳性能。以发动机1Cr11Ni2W2MoV叶片为研究对象,对其进行了激光冲击强化处理,研究强化处理对材料的微观组织和疲劳性能的影响。研究结果表明:相比未处理试样,激光冲击强化在1Cr11Ni2W2MoV叶片材料表层形成较大的残余压应力,表层晶粒更为细化,叶片的疲劳寿命提高1.7倍。

1Cr11Ni2W2MoV壳体的焊接工艺研究

某型号火药起动器壳体采用新材料1Cr11Ni2W2Mo V,需要进行焊接工艺研究。针对此产品进行了自动TIG焊工艺试验,对比了S-659和HGH367两种焊丝以及不同焊接电流、焊接速度配合所焊焊缝的组织及性能。结果表明,采用S-659焊丝以及大电流高速焊的"大规范"的焊接参数所焊焊缝,成形、组织及性能均更优,焊缝质量满足QJ1842-95Ⅰ级要求。在此基础上进行了产品模拟件及正式产品的焊接,所焊产品经X光检查合格,液压、气密试验考核合格,满足使用要求。

1Cr11Ni2W2MoV不锈钢气体渗碳工艺

介绍了1Cr11Ni2W2MoV不锈钢在多用炉中低温气体渗碳的方法,解决了该材料低温渗碳层不均匀的问题。结果表明:零件渗碳前经吹砂或磷化,渗碳时通入NH3,能够保证渗碳层均匀。