[發明專利]一種改善15-5PH不銹鋼晶粒度的鍛造方法

有效

• 申請號: 201711336227.3
• 申請日: 2017-12-13
• 公開（公告）號: CN108246944B
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 梁艷;唐軍;侯偉;馬鵬飛;薛強
• 申請（專利權）人: 陜西宏遠航空鍛造有限責任公司
• 主分類號: B21J5/00
• 分類號: B21J5/00;B21J5/06;C21D8/00;C21D7/13
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 張毓靈

本發明涉及一種改善15?5PH不銹鋼晶粒度的鍛造方法，包括對15?5PH不銹鋼坯料進行常規鍛造成型，使坯料接近成型尺寸；依據零件形狀對常規鍛造成型后的坯料進行彎曲，其中坯料的鍛造預熱溫度為850℃±50℃，加熱系數為0.2～0.3min/mm，鍛造加熱溫度為1000℃～1150℃±15℃，加熱系數為0.3～0.4min/mm，保溫到設定時間后，立即出爐在自由鍛錘上彎曲，同時控溫；對彎曲后的坯料進行熱處理。本發明的方法通過把鍛坯的彎曲工序安排在終鍛火次完成，并通過降低鍛造加熱溫度，解決了15?5PH不銹鋼小變形量終鍛時晶粒易長大的問題。利用本發明的方法，可使15?5PH不銹鋼鍛件強度、塑性和斷裂韌性達到預期要求，提高15?5PH不銹鋼構件的組織可靠性。

技術領域

本發明屬于材料加工領域，尤其涉及一種改善15-5PH不銹鋼晶粒度的鍛造方法。

背景技術

15-5PH是馬氏體、沉淀硬化、鉻鎳銅不銹鋼、具有很好的表面光滑性和尺寸穩定性。加工工藝性好，力學性能優良，耐一般腐蝕環境。15-5PH鋼具有高強度、好的橫向韌性，熱處理工藝簡單，變形小，使用性能工藝性能兼備等特點，已在飛機、艦船、導彈殼體等關鍵部件上得到廣泛的應用。隨著航空技術的飛速發展，鋼在飛機上所使用的比重逐漸降低，因此需要高強度的鋼材來實現飛行件結構上的減重，近年來，一些(超)高強度鋼種的國產化進程進入了空前的快速發展階段，特別是沉淀硬化不銹鋼。但沉淀硬化不銹鋼，比如15-5PH鋼在鍛造時，存在加熱時晶粒開始長大，在晶粒長大的情況下，如果鍛造變形量小，鍛件強度會急劇下降。

發明內容

鑒于現有技術的上述情況，本發明的目的是提供一種改善15-5PH不銹鋼晶粒度的鍛造方法，以解決15-5PH不銹鋼鍛造時晶粒易長大的問題，從而確保鍛件強度，提高15-5PH不銹鋼構件的組織可靠性。

本發明的上述目的是利用以下的技術方案實現的：

一種改善15-5PH不銹鋼晶粒度的鍛造方法，所述方法包括：

(1)對15-5PH不銹鋼坯料進行常規鍛造成型，使坯料接近成型尺寸；

(2)依據零件形狀對常規鍛造成型后的坯料進行彎曲，其中坯料的鍛造預熱溫度為850℃±50℃，加熱系數為0.2～0.3min/mm，鍛造加熱溫度為1000℃～1150℃±15℃，加熱系數為0.3～0.4min/mm，保溫到設定時間后，立即出爐在自由鍛錘上彎曲，同時控溫；

(3)對彎曲后的坯料進行熱處理。

進一步地，步驟(2)中的鍛造加熱溫度為1000℃±15℃。鍛造加熱溫度降低，晶粒基本沒有長大，更好地保證鍛件強度。

進一步地，步驟(1)中的常規鍛造成型是坯料的鍛造預熱溫度為850℃±50℃，加熱系數為0.2～0.3min/mm，鍛造加熱溫度為1110℃～1150℃±15℃，加熱系數為0.3～0.4min/mm，保溫到設定時間后，立即出爐在自由鍛錘上鐓拔，同時控溫，變形量為30％～40％，使坯料接近成型尺寸，每工步鐓拔變形量為鐓粗比為1：2～2.5，拔長比為1.5～2：1。

進一步地，步驟(3)中的熱處理包括固溶處理和沉淀硬化，其中固溶處理是加熱到1038℃±14℃，保溫不少于30分鐘的時間后，空冷至32℃以下，沉淀硬化處理是在552℃±6℃，保溫4h，隨后空冷。

進一步地，在步驟(3)中，采用熱電偶測溫，進行反饋控制爐溫。

進一步地，在步驟(1)和(2)中，對工裝進行200℃～300℃的預熱。

本發明的方法通過把鍛坯的彎曲工序安排在終鍛火次完成，在終鍛只有局部彎曲，沒有足夠大的變形量，通過降低鍛造加熱溫度，解決了15-5PH不銹鋼小變形量終鍛時晶粒易長大的問題。利用本發明的方法，可使15-5PH不銹鋼鍛件強度、塑性和斷裂韌性達到預期要求，提高15-5PH不銹鋼構件的組織可靠性。