[发明专利]一种航空发动机轴承用G13Cr4Mo4Ni4V钢热处理方法

说明书

本发明属于热处理技术领域，涉及一种航空发动机轴承用G13Cr4Mo4Ni4V钢热处理方法。一种航空发动机轴承用G13Cr4Mo4Ni4V钢热处理方法，包括将G13Cr4Mo4Ni4V钢进行锻造、球化退火和机加工处理、步骤2、将机加工处理后的G13Cr4Mo4Ni4V钢进行渗碳处理、步骤3、对渗碳后的G13Cr4Mo4Ni4V钢进行复合组织淬火处理、步骤4、对复合组织淬火后的G13Cr4Mo4Ni4V钢进行一次冷处理和一次高温回火处理、步骤5、对一次冷处理+一次高温回火处理后的G13Cr4Mo4Ni4V钢进行二次冷处理，之后再进行两次高温回火处理。本发明专利是针对航空发动机轴承用G13Cr4Mo4Ni4V钢的渗碳后续热处理工艺，有利于改善渗碳G13Cr4Mo4Ni4V钢的冲击韧性、耐磨性和疲劳性能，延长航空发动机主轴轴承的服役寿命。

技术领域

本发明属于热处理技术领域，涉及一种航空发动机轴承用G13Cr4Mo4Ni4V钢热处理方法。

背景技术

G13Cr4Mo4Ni4V钢作为一种高温渗碳轴承钢，经渗碳、淬火和高温回火后能够实现“外强内韧”的效果，目前常用于国产航空发动机主轴轴承外圈的制造。渗碳后的G13Cr4Mo4Ni4V钢表面碳含量一般在0.85%-1.05%，含碳量较高的表层经淬火后获得高强度、高硬度的隐晶马氏体，心部为低碳板条马氏体组织，且基体中固溶了大量Ni、Mo、Cr、V等合金元素，回火后表层马氏体中弥散析出的细小碳化物可以起到第二相强化作用，同时有助于提高表面耐磨性。渗碳G13Cr4Mo4Ni4V钢经过常规的淬回火后，其冲击韧性一般为20.5J/cm²，而且耐磨性偏低，未来国内先进航空发动机的主轴轴承工况更加复杂恶劣，轴承需要抵抗更严重的冲击载荷和循环应力。

因此，为了满足更高的服役性能要求，需要对渗碳G13Cr4Mo4Ni4V钢的热处理方法进行探索。在高碳高合金钢中，马氏体＋下贝氏体复合淬火组织比单一马氏体组织具有更加优异的硬度、拉伸性能、冲击韧性、耐磨性和疲劳性能等力学性能指标。因此，将奥氏体化后的渗碳G13Cr4Mo4Ni4V钢在表层贝氏体转变温度区间保持一段时间，而心部处于马氏体转变温度区间，表层生成部分下贝氏体，而心部仍然为马氏体组织，在随后的冷却过程中，表层剩余的奥氏体转变为马氏体，心部剩余的奥氏体继续转变为马氏体。

发明内容

鉴于现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种航空发动机轴承用G13Cr4Mo4Ni4V钢热处理方法，使渗碳G13Cr4Mo4Ni4V轴承钢通过热处理获得表层为下贝氏体+马氏体，心部为马氏体的复合组织。热处理后钢的基体上均匀分布着细小合金碳化物，钢的冲击韧性、耐磨性和疲劳性能得到明显提高。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

一种航空发动机轴承用G13Cr4Mo4Ni4V钢热处理方法，包括以下步骤：

步骤1、将G13Cr4Mo4Ni4V钢进行锻造、球化退火和机加工处理。

步骤2、将机加工处理后的G13Cr4Mo4Ni4V钢进行渗碳处理。

步骤3、对渗碳后的G13Cr4Mo4Ni4V钢进行复合组织淬火处理。

步骤4、对复合组织淬火后的G13Cr4Mo4Ni4V钢进行一次冷处理和一次高温回火处理。

步骤5、对一次冷处理+一次高温回火处理后的G13Cr4Mo4Ni4V钢进行二次冷处理，之后再进行两次高温回火处理。