[發明專利]核電反應堆壓力容器下封頭鍛件熱處理工藝方法

有效

• 申請號: 200910057355.3
• 申請日: 2009-06-02
• 公開（公告）號: CN101906520A
• 公開（公告）日: 2010-12-08
• 發明（設計）人: 葉志強;凌進;吳曉隆;林岳萌;占凱
• 申請（專利權）人: 上海重型機器廠有限公司
• 主分類號: C21D9/00
• 分類號: C21D9/00;C21D11/00
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 戴廣志

技術領域

本發明涉及一種熱處理工藝方法，特別是涉及一種采用16MND5合金鋼的百萬千瓦級核電反應堆壓力容器下封頭鍛件熱處理工藝方法。

背景技術

目前，全球核電已進入了一個高速發展時期，為了改善能源結構各工業發達國家和發展中國家都在積極致力于核電的發展。近年來，電力緊缺已成為制約中國經濟持續高速發展的瓶頸，作為節約能源和調整能源結構的重要舉措，核電已納入了國家電力發展規劃。我國核電事業的發展已有三十余年的歷史，一直以較小規模核電裝備研究與試制為主，沒有形成成熟的制造技術和生產裝備能力。而隨著核電技術向大型化發展，對其基礎零部件的要求也越來越高。大型先進壓水堆核電中的反應堆壓力容器(RPV)、蒸汽發生器(SG)等關鍵設備所需的超大型鍛件的制造技術和生產能力，成為制約全球核電高速發展的瓶頸。因此，我國正在積極進行百萬千瓦級核電鍛件的科技攻關。其中，合理的熱處理技術是保證超大型核電鍛件滿足性能要求的關鍵。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種采用16MND5合金鋼的百萬千瓦級核電反應堆壓力容器下封頭鍛件熱處理工藝方法，使鍛件的最終機械性能達到相關技術規范的要求。

為解決上述技術問題，本發明的采用16MND5合金鋼的百萬千瓦級核電反應堆壓力容器下封頭鍛件熱處理工藝方法包括如下步驟：

第一步，將熱處理爐的爐溫加熱至400～500℃后，使鍛件入爐保溫1～3小時；

第二步，繼續對熱處理爐加熱，升溫速度小于等于80℃/小時；當爐溫升至650～700℃時使鍛件保溫3～5小時；

第三步，以功率升溫速度對熱處理爐繼續加熱，當加熱至880～900℃時，鍛件均熱后保溫5～8小時；

第四步，將鍛件吊出熱處理爐放入循環水中冷卻，每小時供水量大于等于1000噸，水冷的時間至少為90分鐘；

第五步，將熱處理爐的爐溫加熱至300～350℃后，使鍛件入爐保溫1～3小時；

第六步，繼續對熱處理爐加熱，升溫速度小于等于60℃/小時；當爐溫升至640～660℃時使鍛件保溫5～8小時；

第七步，將鍛件從熱處理爐吊出，空冷至室溫。

根據相關技術規范的要求，采用16MND5合金鋼的百萬千瓦級核電反應堆壓力容器下封頭鍛件機械性能如下表1所示；經過本發明的方法熱處理后，所述下封頭鍛件機械性能完全能夠達到要求，從而實現百萬千瓦級核電反應堆壓力容器下封頭鍛件的國產化。

表1

附圖說明

下面結合附圖與具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明：

圖1是本發明的熱處理工藝方法中淬火工藝過程示意圖；

圖2是本發明的熱處理工藝方法中回火工藝過程示意圖；

圖3是下封頭鍛件熱處理時利用排氣管將封閉空氣排出的示意圖。

具體實施方式

16MND5錳鎳鉬低合金鋼是用于核電反應堆壓力容器的專用鋼種，具有足夠的抗拉強度、韌性和可焊接性能。

采用16MND5合金鋼的百萬千瓦級核電反應堆壓力容器下封頭鍛件熱處理的具體工藝過程如下：

參見圖1所示，先進行淬火：

第一步，將熱處理爐的爐溫加熱至400～500℃后，使鍛件入爐保溫1～3小時。

第二步，繼續對熱處理爐加熱，升溫速度小于等于80℃/小時。

第三步，當爐溫升至650～700℃時使鍛件保溫3～5小時。

第四步，以功率升溫速度(即以熱處理爐最大功率加熱升溫)對熱處理爐繼續加熱，當加熱至880～900℃時，鍛件均熱后保溫5～8小時。是否均熱可以按附載在鍛件上的熱電偶指示溫度判斷。

第五步，將鍛件從熱處理爐內吊出放入循環水中冷卻，每小時供水量大于等于1000噸。水冷的時間為至少為90分鐘，水冷時使鍛件在循環水中上下串動(例如利用行車吊鉤的上下運動來實現鍛件在水中的上下串動)。

參見圖3所示，水冷時鍛件1的開口端朝下，利用排氣管2將封閉空氣排出，提高熱交換效果。緩沖環3在鍛件熱處理時對試料區起隔熱效果。

參見圖2所示，然后進行回火：

第六步，將熱處理爐的爐溫加熱至300～350℃后，使鍛件入爐保溫1～3小時；

第七步，繼續對熱處理爐加熱，升溫速度小于等于60℃/小時；

第八步，當爐溫升至640～660℃時使鍛件保溫5～8小時；

第九步，將鍛件從熱處理爐吊出，空冷至室溫。

所述保溫時允許的最大溫度偏差為±15℃。

以上通過具體實施方式對本發明進行了詳細的說明，但這些并非構成對本發明的限制。在不脫離本發明原理的情況下，本領域技術人員還可做出許多變形和改進，這些也應視為屬于本發明的保護范圍。