[發明專利]一種14Cr17Ni2不銹鋼大鍛件的制造工藝

有效

• 申請號: 201710117572.1
• 申請日: 2017-03-01
• 公開（公告）號: CN106854733B
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發明（設計）人: 陳美芳;曹勝強;喬志洲
• 申請（專利權）人: 上海電氣上重鑄鍛有限公司
• 主分類號: C22C38/50
• 分類號: C22C38/50;C22C38/52;C22C38/42;C22C38/02;C22C38/04;C21D1/26;C21D1/25;C21D8/00;C21D6/00
• 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

本發明公開一種14Cr17Ni2不銹鋼大鍛件的制造工藝，其工藝包括：(1)化學成分優化：添加N元素含量wt為0.055～0.065％，并控制Ti元素含量wt≤0.010％。(2)鍛造：將14Cr17Ni2不銹鋼大鍛件在1100℃～1180℃進行鍛造加熱，并控制終鍛溫度≥950℃。(3)熱處理：對大鍛件進行退火和調質，其中，退火包括：鍛件鍛造結束后，進入待料爐保溫；閉門爐冷，并保溫；升溫至690±10℃進行保溫；冷卻，出爐，完成退火。調質包括：將鍛件升溫至1020±10℃進行保溫，出爐后進行油冷，然后轉回火；將鍛件升溫至600±10℃進行保溫，出爐立刻進行油冷。采用本發明的制造工藝可以克服14Cr17Ni2大鍛件鍛造時極容易出現裂紋的問題，并使大鍛件的各項力學性能得到明顯的提升，完全滿足核電堆內構件的使用要求。

技術領域

本發明涉及一種14Cr17Ni2不銹鋼大鍛件的制造工藝，尤其是涉及一種能夠用于核電堆內構件大鍛件的含氮14Cr17Ni2不銹鋼及其制備工藝。

背景技術

14Cr17Ni2系鐵素體-馬氏體不銹鋼中強度與韌性搭配較好的一種鋼種。它對氧化性酸、大部分有機酸以及有機鹽類的水溶液有較好的耐蝕性。其主要應用領域為小型鍛件，對于小型鍛件，其冶煉、鍛造及熱處理等較易于控制，制備難度較小，一般適于制造硝酸、醋酸生產和輕工、紡織等工業中的既要求強韌性又耐腐蝕的軸、活塞桿、泵等零件。

核電堆內構件是大功率核電站的心臟部件，對保證反應堆壓力容器系統的絕對安全可靠至關重要。核電堆內構件對技術要求十分苛刻，性能指標高，制造難度大，制造成本也高，現有能用于核電堆內構件的不銹鋼種類并不豐富。

現有14Cr17Ni2用于小鍛件所遵循的是ET/J 168-2001標準，該標準的力學性能不能滿足用于核電堆內構件大鍛件的性能要求。如果將14Cr17Ni2應用于核電堆內構件大鍛件，則對力學性能提出了更高的要求，沖擊性能要求提高，由考核Aku值改為考核KV2值，是完全不同的考核標準，其考核值不變，為31J，另外還對鍛件的斷面收縮率Z％提出了相應要求，詳見表1所示。這對核電用14Cr17Ni2鍛件的各個生產環節提出了相當高的挑戰。

表1 14Cr17Ni2不銹鋼應用于核電堆內構件和小鍛件對性能要求的對比(室溫)

14Cr17Ni2不銹鋼在鍛造過程中由于δ鐵素體及奧氏體兩相的共存及相互作用，其可鍛性較差，在小鍛件的生產中可能影響不明顯，但是對于鍛造火次較多及鍛造變形量較大的大鍛件環形鍛件，在鍛造過程中極易出現開裂，導致鍛造失敗。

對于核電堆內構件用大鍛件的生產制造，由于鍛件的尺寸較大，如表2鍛件尺寸表所示，鍛件1的交貨截面尺寸為249mm×110mm，鍛件2的交貨截面尺寸為117.5mm×120mm，對鍛造過程和熱處理過程相對于小鍛件的生產提出了更高要求。

表2核電堆內構件用14Cr17Ni2不銹鋼材料大鍛件的尺寸表

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于，提供一種達到核電堆內構件使用要求的14Cr17Ni2不銹鋼大鍛件的生產制造工藝。

為解決上述技術問題，本發明提供的14Cr17Ni2不銹鋼環形大鍛件的生產制造工藝，包括以下步驟：

1.化學成分優化，控制14Cr17Ni2不銹鋼大鍛件的相組成

(1)添加N元素(0.055～0.065％，wt)；

(2)控制Ti元素含量(Ti≤0.010％，wt)。