專利名稱：發(fā)電機組用1Mn18Cr18N鋼護環(huán)鍛件的鍛造后細晶強韌化處理工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及汽輪發(fā)電機組或核電站使用的鋼護環(huán)鍛件的制造技 術，主要涉及發(fā)電機組用1Mnl8Crl8N鋼護環(huán)鍛件的鍛造后細晶強韌 化處理工藝。 技術背景目前，國內外汽輪發(fā)電機組鍛件制造行業(yè)護環(huán)的鍛造后處理工藝 方法主要為鍛造后空冷處理或水冷形變熱處理，粗加工后固溶熱處 理，然后直接進入冷變形強化工序。由于鍛件的鍛造方法為采取普通 的萬噸級自由鍛水壓機小變形多火次自由鍛造，對鍛造中產生的裂口 隨時停鍛，待冷卻后采用火焰或電弧氣刨的方式清除，鍛后再空冷或 水冷形變熱處理，但普通的萬噸級自由鍛水壓機因其動作緩慢、對可 鍛溫度區(qū)間窄、易開裂的1Mnl8Crl8N鋼極易造成鍛造開裂，所以隨 時可能因為停鍛清除裂口而造成每火次鍛比不足，金屬缺陷難以鍛 合、變形不均、晶粒粗大不均等鍛件內部質量問題和生產效率問題； 而對鍛造裂口進行火焰或電弧氣刨清除而產生應力集中、熱影響區(qū)內 過熱過燒缺陷，使得在清除裂口后繼續(xù)鍛造過程中反復開裂，加劇了 上述內部質量問題和生產效率問題；鍛后空冷時碳化物在晶界上大量 析出，而且晶粒進一步長大，即使鍛后采取水冷形變熱處理工藝解決 了碳化物析出和晶粒進一步長大問題，但由于萬噸級水壓機動作緩慢 并隨時可能停鍛清除裂口 ，因此無法保證形變熱處理必須的一定的變 形量和一定的變形溫度兩大條件，不能穩(wěn)定實現形變熱處理，鍛造過 程中形成的粗大不均的晶粒仍不能細化及均勻化，故后續(xù)固溶處理必須在高溫下長時間保溫而造成晶粒更加粗大，使得冷變形強化前的坯 料強度較低，塑韌性較差， 一方面因強化前塑韌性較差，經強化后產 品的塑韌性處于較低的水平，另一方面因強化前強度較低，要達到產 品規(guī)定的強度要求需要更大的冷變形量，而隨著冷變形量的增加，產 品的塑韌性進一步降低而不能達到產品規(guī)定的塑韌性要求值。 發(fā)明內容本發(fā)明的目的是針對上述現有技術的不足，提供一種制造發(fā)電機組用1Mnl8Crl8N鋼護環(huán)鍛件的鍛造后處理工藝。采用本發(fā)明可使本 質粗晶并且不能通過熱處理細化晶粒的奧氏體鋼鍛件在冷變形強化 前晶粒細小而均勻，從而較大幅度提高鍛件的強度和塑韌性，同時質 量可控性強。為實現上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術方案如下 發(fā)電機組用1Mnl8Crl8N鋼護環(huán)鍛件的鍛造后細晶強韌化處理 工藝，其特征在于包括將進行了粗加工的鋼護環(huán)鍛件依次進行予冷 變形并固溶熱處理、取樣檢測固溶熱處理效果，其具體步驟為A、 予冷變形并固溶熱處理在室溫一360。C下將進行了粗加工 和固溶熱處理的鋼護環(huán)鍛件按外徑冷變形量5—15%進行預先冷變形 處理，或直接將僅進行了粗加工的鋼護環(huán)鍛件在室溫一360。C下按外 徑冷變形量5—15°/。進行預先冷變形處理，然后將鍛件在《300。C下裝 爐，并按熱處理爐最大速度直接升溫到1040—105(TC，按1小時 /65mm壁厚再次進行固溶熱處理，最后出爐立即水冷；B、 取樣檢測固溶熱處理效果將A步驟得到的鍛件取樣進行拉 力、沖擊、晶粒度和晶界碳化物試驗以檢測固溶熱處理效果。在上述步驟中，如果鍛造后采取空冷處理或終鍛溫度在960'C以下進行水冷形變熱處理，則應在予冷變形并固溶熱處理步驟前先進行一次固溶熱處理，即將進行了粗加工的鋼護環(huán)鍛件在《30(TC下裝爐， 并按《40。C/h升溫到640—66(TC后保溫1.5—2.5小時，再升溫至 1040—1050°C，按1小時/40mm壁厚進行固溶熱處理，然后出爐立 即水冷；所述A和B步驟中出爐立即水冷是指鍛件從出爐后到入水的間 隔時間《15分鐘，鍛件在鼓風翻騰并且循環(huán)的水中上下移動不低于5 分鐘。所述鋼護環(huán)鍛件是指采用電渣鋼錠或電渣坯料鍛造并進行鍛后 空冷處理或水冷形變熱處理的1Mnl8Crl8N鋼環(huán)形或筒形鍛件。 本發(fā)明的優(yōu)點在于由于1Mnl8Crl8N鋼為本質粗晶且不能通過熱處理細化晶粒的 奧氏體鋼，故要求鍛造完成后鍛件就必須具備細小而且均勻的晶粒狀 態(tài)，但由于該材料鍛造易開裂的特性，鍛造每火次的變形量不能控制， 因而采取小變形，多火次的鍛造方法完成鍛造工序，但此種方法造成 鍛件高溫下反復加熱，每火次變形不足且變形不均勻，鍛件晶粒粗大 不均，鍛件強度較低，塑韌性較差，不能滿足產品規(guī)定的要求值。由于該材料動態(tài)再結晶溫度較高，而且必須具備較大的鍛造變形 量動態(tài)再結晶才能發(fā)生，但通常鍛造該材料護環(huán)均不能滿足上述條 件，故鍛件的晶粒為未發(fā)生動態(tài)再結晶的鍛造晶粒。采用本發(fā)明在對 1Mnl8Crl8N鋼護環(huán)進行第1次固溶熱處理時，會促使發(fā)生再結晶，晶粒得到細化及均勻化；采用本發(fā)明在對1Mnl8Crl8N鋼護環(huán)進行予冷變形并再次固溶熱 處理時，高溫熱處理消除了予冷變形產生的加工硬化，同時促使發(fā)生 靜態(tài)再結晶，晶粒進一步細化，并且由于予冷變形是采用成形模具完 成，變形極其均勻，因而靜態(tài)再結晶后的鍛件的晶粒均勻性也大為改 善。由于在第一次固溶熱處理時晶界上的碳化物已經溶入晶粒之中， 故在進行予冷變形后再次固溶熱處理時，鍛件在高溫下較短時間保溫 即可達到固溶處理的目的，靜態(tài)再結晶后細化后的晶粒也因高溫下保 溫時間較短而不會再次長大，鍛件的強度和塑韌性均得到提高，尤其 是原制造方法難以合格的斷面收縮率和沖擊功兩項指標有了保證；在再次固溶處理后的檢測能夠及早發(fā)現可能存在固溶不充分的 問題而重新固溶熱處理解決。上述工序過程及工序特點使1Mnl8Crl8N鋼護環(huán)鍛件在冷變形強 化前晶粒細小而均勻，從而較大幅度提高鍛件的強度和塑韌性，同時 質量可控性強。
具體實施方式
實施例1:發(fā)電機組用1Mnl8Crl8N鋼護環(huán)鍛件的鍛造后細晶強韌化處理 工藝，包括將進行了粗加工的鋼護環(huán)鍛件依次進行固溶熱處理、予冷 變形并再次固溶熱處理、取樣檢測固溶熱處理效果，其具體步驟為A、固溶熱處理將進行了粗加工的鋼護環(huán)鍛件在《30(TC下裝 爐，并按《40。C/h升溫到640—660。C后保溫1.5—2.5小時，再升溫至1040—105(TC，按1小時/40mm壁厚進行固溶熱處理，然后出爐 立即水冷；B、 予冷變形并再次固溶熱處理在室溫下將A步驟得到的鍛 件按外徑冷變形量5%進行預先冷變形處理，然后將鍛件在《30(TC下 裝爐，并按熱處理爐最大速度直接升溫到1040—105(TC，按1小時 /65mm壁厚再次進行固溶熱處理，最后出爐立即水冷；C、 取樣檢測固溶熱處理效果將B步驟得到的鍛件取樣進行 拉力、沖擊、晶粒度和晶界碳化物試驗以檢測固溶熱處理效果。所述A和B步驟中出爐立即水冷是指鍛件從出爐后到入水的間 隔時間為5分鐘，鍛件在鼓風翻騰并且循環(huán)的水中上下移動5分鐘。所述鋼護環(huán)鍛件是指采用電渣鋼錠或電渣坯料鍛造并進行鍛后 空冷處理或水冷形變熱處理的1Mnl8Crl8N鋼環(huán)形或筒形鍛件。實施例2:發(fā)電機組用1Mnl8Crl8N鋼護環(huán)鍛件的鍛造后細晶強韌化處理 工藝，包括將進行了粗加工的鋼護環(huán)鍛件依次進行固溶熱處理、予冷 變形并再次固溶熱處理、取樣檢測固溶熱處理效果，其具體步驟為A、 固溶熱處理將進行了粗加工的鋼護環(huán)鍛件在《30(TC下裝 爐，并按《40。C/h升溫到640—66(TC后保溫1.5—2. 5小時，再升溫 至1040—105(TC,按1小時/40mm壁厚進行固溶熱處理，然后出爐 立即水冷；B、 予冷變形并再次固溶熱處理在36(TC下將A步驟得到的鍛 件按外徑冷變形量10%進行預先冷變形處理，然后將鍛件在《30(T下裝爐，并按熱處理爐最大速度直接升溫到1040—105(TC，按1小 時/65mm壁厚再次進行固溶熱處理，最后出爐立即水冷；C、取樣檢測固溶熱處理效果將B步驟得到的鍛件取樣進行 拉力、沖擊、晶粒度和晶界碳化物試驗以檢測固溶熱處理效果。所述A和B步驟中出爐立即水冷是指鍛件從出爐后到入水的間 隔時間為IO分鐘,鍛件在鼓風翻騰并且循環(huán)的水中上下移動IO分鐘。所述鋼護環(huán)鍛件是指采用電渣鋼錠或電渣坯料鍛造并進行鍛后空冷處理或水冷形變熱處理的1Mnl8Crl8N鋼環(huán)形或筒形鍛件。 實施例3:發(fā)電機組用1Mnl8Crl8N鋼護環(huán)鍛件的鍛造后細晶強韌化處理 工藝，包括將進行了粗加工的鋼護環(huán)鍛件依次進行固溶熱處理、予冷 變形并再次固溶熱處理、取樣檢測固溶熱處理效果，其具體步驟為A、 固溶熱處理將進行了粗加工的鋼護環(huán)鍛件在《30(TC下裝 爐，并按《40。C/h升溫到640—660。C后保溫1.5—2.5小時，再升溫 至1040—105(TC，按1小時/40mm壁厚進行固溶熱處理，然后出爐 立即水冷；B、 予冷變形并再次固溶熱處理在180'C下將A步驟得到的鍛 件按外徑冷變形量15%進行預先冷變形處理，然后將鍛件在《30(TC 下裝爐，并按熱處理爐最大速度直接升溫到1040—105(TC，按1小 時/65mm壁厚再次進行固溶熱處理，最后出爐立即水冷；C、取樣檢測固溶熱處理效果將B步驟得到的鍛件取樣進行 拉力、沖擊、晶粒度和晶界碳化物試驗以檢測固溶熱處理效果。所述A和B步驟中出爐立即水冷是指鍛件從出爐后到入水的間隔時間為15分鐘，鍛件在鼓風翻騰并且循環(huán)的水中上下移動20分鐘。所述鋼護環(huán)鍛件是指采用電渣鋼錠或電渣坯料鍛造并進行鍛后空冷處理或水冷形變熱處理的1Mnl8Crl8N鋼環(huán)形或筒形鍛件。 實施例4:發(fā)電機組用1Mnl8Crl8N鋼護環(huán)鍛件的鍛造后細晶強韌化處理 工藝，包括將進行了粗加工的鋼護環(huán)鍛件依次進行予冷變形并固溶熱 處理、取樣檢測固溶熱處理效果，其具體步驟為-A、 予冷變形并固溶熱處理在27(TC下將進行了粗加工的鋼護 環(huán)鍛件按外徑冷變形量7%進行預先冷變形處理，然后將鍛件在《300 'C下裝爐，并按熱處理爐最大速度直接升溫到1040—105(TC，按1 小時/65mm壁厚進行固溶熱處理，最后出爐立即水冷；B、 取樣檢測固溶熱處理效果將A步驟得到的鍛件取樣進行拉 力、沖擊、晶粒度和晶界碳化物試驗以檢測固溶熱處理效果。所述A步驟中出爐立即水冷是指鍛件從出爐后到入水的間隔時 間為7分鐘，鍛件在鼓風翻騰并且循環(huán)的水中上下移動15分鐘。所述鋼護環(huán)鍛件是指采用電渣鋼錠或電渣坯料鍛造并進行鍛后空冷處理或水冷形變熱處理的1Mnl8Crl8N鋼環(huán)形或筒形鍛件。 實施例5:發(fā)電機組用1Mnl8Crl8N鋼護環(huán)鍛件的鍛造后細晶強韌化處理 工藝，包括將進行了粗加工的鋼護環(huán)鍛件依次進行予冷變形并固溶熱 處理、取樣檢測固溶熱處理效果，其具體步驟為A、 予冷變形并固溶熱處理在9(TC下將進行了粗加工的鋼護環(huán)鍛件按外徑冷變形量9%進行預先冷變形處理，然后將鍛件在《300 匸下裝爐，并按熱處理爐最大速度直接升溫到1040—1050'C，按1 小時/65mm壁厚進行固溶熱處理，最后出爐立即水冷；B、 取樣檢測固溶熱處理效果將A步驟得到的鍛件取樣進行拉 力、沖擊、晶粒度和晶界碳化物試驗以檢測固溶熱處理效果。所述A步驟中出爐立即水冷是指鍛件從出爐后到入水的間隔時 間為9分鐘，鍛件在鼓風翻騰并且循環(huán)的水中上下移動30分鐘。所述鋼護環(huán)鍛件是指采用電渣鋼錠或電渣坯料鍛造并進行鍛后空冷處理或水冷形變熱處理的1Mnl8Crl8N鋼環(huán)形或筒形鍛件。 實施例6:發(fā)電機組用1Mnl8Crl8N鋼護環(huán)鍛件的鍛造后細晶強韌化處理 工藝，包括將進行了粗加工的鋼護環(huán)鍛件依次進行予冷變形并固溶熱 處理、取樣檢測固溶熱處理效果，其具體步驟為A、 予冷變形并固溶熱處理在室溫下將進行了粗加工的鋼護環(huán)鍛件按外徑冷變形量12%進行預先冷變形處理，然后將鍛件在《300 。C下裝爐，并按熱處理爐最大速度直接升溫到1040—1050。C，按1 小時/65mm壁厚進行固溶熱處理，最后出爐立即水冷；B、 取樣檢測固溶熱處理效果將A步驟得到的鍛件取樣進行拉 力、沖擊、晶粒度和晶界碳化物試驗以檢測固溶熱處理效果。所述A步驟中出爐立即水冷是指鍛件從出爐后到入水的間隔時 間為12分鐘，鍛件在鼓風翻騰并且循環(huán)的水中上下移動40分鐘。所述鋼護環(huán)鍛件是指采用電渣鋼錠或電渣坯料鍛造并進行鍛后空冷處理或水冷形變熱處理的1Mnl8Crl8N鋼環(huán)形或筒形鍛件。
權利要求
1、發(fā)電機組用1Mn18Cr18N鋼護環(huán)鍛件的鍛造后細晶強韌化處理工藝，其特征在于包括將進行了粗加工的鋼護環(huán)鍛件依次進行予冷變形并固溶熱處理、取樣檢測固溶熱處理效果，其具體步驟為A、予冷變形并固溶熱處理在室溫-360℃下將進行了粗加工和固溶熱處理的鋼護環(huán)鍛件按外徑冷變形量5-15％進行預先冷變形處理，或直接將僅進行了粗加工的鋼護環(huán)鍛件在室溫-360℃下按外徑冷變形量5-15％進行預先冷變形處理，然后將鍛件在≤300℃下裝爐，并按熱處理爐最大速度直接升溫到1040-1050℃，按1小時/65mm壁厚再次進行固溶熱處理，最后出爐立即水冷；B、取樣檢測固溶熱處理效果將A步驟得到的鍛件取樣進行拉力、沖擊、晶粒度和晶界碳化物試驗以檢測固溶熱處理效果。
2、 根據權利要求1所述的發(fā)電機組用1Mnl8Crl8N鋼護環(huán)鍛件 的鍛造后細晶強韌化處理工藝，其特征在于對鍛造后采取空冷處理 或終鍛溫度在960'C以下進行水冷形變熱處理的粗加工后的鋼護環(huán)鍛 件，在予冷變形并固溶熱處理前先進行固溶熱處理，即將進行了粗加 工的鋼護環(huán)鍛件在《30(TC下裝爐，并按《4(TC/h升溫到640—660 "C后保溫1. 5—2. 5小時，再升溫至1040—105(TC ，按1小時/40mm壁 厚進行固溶熱處理，然后出爐立即水冷。
3、 根據權利要求1所述的發(fā)電機組用1Mnl8Crl8N鋼護環(huán)鍛件 的鍛造后細晶強韌化處理工藝，其特征在于所述予冷變形并再次固 溶熱處理是指在室溫一36(TC下將進行了粗加工和固溶熱處理的鋼護環(huán)鍛件按外徑冷變形量5—15%進行預先冷變形處理，或直接將進 行了粗加工的鋼護環(huán)鍛件在室溫一36(TC下按外徑冷變形量5—15% 進行預先冷變形處理，然后將鍛件在《30(TC下裝爐，并按熱處理爐 最大速度直接升溫到1040—1050°C，按1小時/65mm壁厚再次進行 固溶熱處理，最后出爐立即水冷。
4、 根據權利要求1所述的發(fā)電機組用1Mnl8Crl8N鋼護環(huán)鍛件 的鍛造后細晶強韌化處理工藝，其特征在于所述出爐立即水冷是指 鍛件從出爐后到入水的間隔時間《15分鐘，鍛件在鼓風翻騰并且循 環(huán)的水中上下移動不低于5分鐘。
5、 根據權利要求1所述的發(fā)電機組用1Mnl8Crl8N鋼護環(huán)鍛件 的鍛造后細晶強韌化處理工藝，其特征在于所述鋼護環(huán)鍛件是指采用電渣鋼錠或電渣坯料鍛造并進行鍛后空冷處理或水冷形變熱處理的1Mnl8Crl8N鋼環(huán)形或筒形鍛件。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種制造發(fā)電機組用1Mn18Cr18N鋼護環(huán)鍛件的鍛造后細晶強韌化處理工藝。發(fā)電機組用1Mn18Cr18N鋼護環(huán)鍛件的鍛造后細晶強韌化處理工藝，包括將進行了粗加工的鋼護環(huán)鍛件依次進行預冷變形并固溶熱處理、取樣檢測固溶熱處理效果。采用本發(fā)明可使本質粗晶并且不能通過熱處理細化晶粒的奧氏體鋼鍛件在冷變形強化前晶粒細小而均勻，從而較大幅度提高鍛件的強度和塑韌性，同時質量可控性強。
文檔編號C21D8/00GK101255490SQ20081004499
公開日2008年9月3日 申請日期2008年3月17日 優(yōu)先權日2008年3月17日
發(fā)明者宇 丁 申請人:德陽萬鑫電站產品開發(fā)有限公司