[发明专利]一种AerMet100超高强度钢细晶化锻造成形方法

说明书

本发明属于材料加工技术领域，具体公开了一种AerMet100超高强度钢细晶化锻造成形方法，包括以下步骤：首先将坯料在800‑900℃预热，保温；然后升温至1000～1050℃，保温；再进行锻造，锻造后空冷，并依次对锻件进行正火、高温回火处理，即得AerMet100超高强度钢锻件。该细晶化锻造成型方法可使AerMet100超高强度钢晶粒度稳定，并达到8级以上，进而获得具有超高强度‑塑性‑韧度‑冲击‑疲劳寿命匹配的AerMet100超高强度钢锻件，广泛用于新一代战斗机，舰载预警机、直升机等新型号飞机的起落架部件，提高飞机的使用性能和服役寿命。

技术领域

本发明涉及材料加工技术领域，具体涉及一种AerMet100超高强度钢细晶化锻造成形方法。

背景技术

AerMet100钢是一种新型的超高强度钢，其名义化学成分(wt％)为Fe-0.23C-11.73Ni-13.85Co-3.13Cr-1.25Mo。该合金具有突出的综合性能：高的强度、塑性、断裂韧性、冲击和疲劳性能；其抗拉强度可达1930MPa以上，断裂韧性超过了110MPa·m^1/2，同时它还具有更加优良的抗应力腐蚀断裂和抗疲劳断裂的能力，是航空制造领域的理想材料，主要用于要求材料具有高强、高韧和高疲劳寿命的起落架等零部件的锻造生产。

由于AerMet100钢合金化程度很高，其性能水平很大程度上依赖于锻造工艺参数的制定，尤其是要获得高的强度、塑性、断裂韧性、冲击和疲劳性能，必须制定合理的锻造工艺参数，使锻件的晶粒细化，晶粒度水平保证在8级以上。

虽然以美国为代表的航空制造强国已成功批量研制生产出了晶粒度在8级以上、具有极佳综合性能的起落架锻件，并将其应用在了F-22、F-35等先进第四代战斗机上，满足了相应飞机对轻量化、高性能和长寿命等性能指标的要求；但是其锻造工艺作为核心秘密对外保密。

而我国自从模仿研制AerMet100超高强度钢以来，由于对其变形和晶粒细化机理研究不充分，锻造工艺参数掌握不透彻，研制的AerMet100超高强度钢锻件晶粒度只能达到6～7级，造成断裂韧性、疲劳寿命等性能指标达不到设计标准要求，严重影响了新一代战斗机的使用性能和服役寿命。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种AerMet100超高强度钢细晶化锻造成形方法，可使AerMet100超高强度钢锻件晶粒细化，晶粒度稳定且达到8级以上，进而可获得具有超高强度-塑性-韧度-冲击-疲劳寿命匹配的AerMet100超高强度钢锻件，可广泛用于新一代战斗机、舰载预警机、直升机等新型号飞机的起落架部件，提高飞机的使用性能和服役寿命。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。

一种AerMet100超高强度钢细晶化锻造成形方法，包括以下步骤：

步骤1，坯料的预热保温：将AerMet100超高强度钢坯料置于电阻炉中预热，预热温度为800℃-900℃，炉温达到预热温度后保温，得预热坯料；

步骤2，坯料的加热保温：将所述预热坯料随炉升温至1000～1050℃，保温，得加热坯料；

步骤3，锻造：将所述加热坯料进行自由锻或模锻，所述自由锻或模锻后散开并进行空冷，得锻件；

步骤4，热处理：将所述锻件依次进行正火、高温回火处理，即得AerMet100超高强度钢锻件。

本发明的特点和进一步改进在于：

优选的，步骤1和步骤2中，所述保温的时间为t分钟，t＝η×δ_max；其中，η为坯料的加热系数，η的取值为0.3～0.6；δ_max为坯料的最大截面厚度，单位为mm。

优选的，步骤3中，所述自由锻或模锻的单火次锻造变形量为30％～70％。