25Cr3MoA钢的模锻工艺研究

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25Cr3MoA是我国航空发动机、飞机用氮化钢。该钢经调质处理后不仅具有较高的抗拉强度、较高的韧性和塑性、良好的淬透性，而且钢的过热敏感性、脱碳倾向及回火脆性倾向均较低。这种氮化钢表面硬度高、耐磨性、耐热性、耐腐蚀性好，适于制造飞机发动机辅机转子和分油盖等零件，也可用于主机的高压汽机主轴、齿轮及垫圈等承力受压件。安大航空锻造有限责任公司的科研人员，选取分油盖作为25Cr3MoA氮化合金钢材料的典型模锻件，对它的特性及生产工艺进行分析和优化。25Cr3MoA钢经过适当热处理后能获得综合的力学性能，可满足国防军工的材料需要。

分油盖锻件生产不仅要满足尺寸要求，其组织性能要求也比较高，特别是对晶粒度的级别要求较高。组织均匀性对调质后的氮化处理有很大的影响。工艺控制不当，极易造成表面质量差、粗晶、氮化不均匀等问题。

25Cr3MoA钢为含铬、钼较高的结构钢，铬、钼可提高钢的淬透性。该钢最后需要进行氮化处理，合金元素对氮化工艺影响比较大。随着铬含量增加，氮化深度降低、硬度增高。将钼控制在0.8%～1.5%（质量分数）左右，铬含量控制在3%（质量分数）对氮化有益。P、S是造成材料各向异性的主要根源，也会给腐蚀性能带来不利影响。除特殊要求外，应尽可能降低P、S含量。具体的化学成份应符合下表的规定。

表1 25Cr3MoA钢的化学成分（质量分数）

C	Si	Mn	Cr	Mo	Ni	S	P	Sn
0.20～0.28	0.10～0.35	0.45～0.70	3.0～3.5	0.45～0.65	≤0.30	≤0.02	≤0.02	≤0.03

根据锻件的大小和复杂程度适当降低加热温度上限，在保证锻件热透的情况下，既提高了表面质量，又节约能源，减少模具磨损，符合企业节能降耗，减少成本的要求。考虑到锻后残余应力，应选择合适的缓冷方式。一般锻后包裹硅酸铝纤维或置于炉门口。正火温度910℃，回火温度640℃是比较合理的预备热处理制度。这样可以充分改善锻后组织，细化晶粒，并能得到比较良好的力学性能（表2）。

表2 力学性能检验结果

试样编号		Rm/MPa	R0.2/MPa	A（%）	HBW
1#	纵向	980	845	20.0	294
	横向	975	840	18.0	294
2#	纵向	980	835	18.0	294
	横向	980	845	16.0	294
指标		930～1100	≥700	≥13	289～321

目前应用比较广泛的氮化钢例如38CrMoAl等，其调质时易脱碳、粗晶而造成脆性大、强度低。25Cr3MoA是取代38CrMoAl等材料的理想氮化钢。它有着强度高、均匀性好、性能优良等优点。同时，其过程控制简单，生产成本也较低。