[發明專利]提高核電用Cr-Ni-Mo材質大型鍛件綜合機械性能的熱處理工藝

有效

• 申請號: 202011158475.5
• 申請日: 2020-10-26
• 公開（公告）號: CN112322867B
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 黃永強;張承峰;劉國平;馬曉兵;毛雪芹
• 申請（專利權）人: 武漢重工鑄鍛有限責任公司
• 主分類號: C21D6/00
• 分類號: C21D6/00;C21D1/28;C21D1/18
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 涂潔

本發明公開了一種提高核電用Cr?Ni?Mo材質大型鍛件綜合機械性能的熱處理工藝，包括1)一次正火：先將鍛件加熱到600℃～650℃并保溫，再升溫至900℃～940℃均溫后再次保溫，出爐后鼓風冷卻至室溫；2)二次正火：將經一次正火后的鍛件加熱到600℃～650℃并保溫，再升溫至840℃～880℃均溫后再次保溫，出爐后鼓風冷卻至室溫；3)淬火：將經二次正火后的鍛件加熱到600℃～650℃并保溫，再升溫至850℃～890℃均溫后再次保溫，出爐后水冷至250℃以下；4)高溫回火將淬火后的鍛件加熱到200℃～250℃并保溫，再升溫至595℃～625℃均溫后再次保溫出爐后在空氣中冷卻至室溫。本發明工藝簡單，有效改善鍛件內部組織、細化晶粒，提高鍛件的綜合機械性能。

技術領域

本發明涉及冶金領域，具體的說是一種提高核電用Cr-Ni-Mo材質大型鍛件綜合機械性能的熱處理工藝。

背景技術

隨著近年來我國核電產業的快速發展，國內裝備制造業進入了更加活躍的新階段，以核電為代表的新興產業異軍突起，具有廣闊的市場前景。核電產品的技術要求非常高，材質的選取尤為關鍵。Cr-Ni-Mo材質鋼由于其本身特有的屬性，在核電領域得到了較為廣泛的應用。在調質熱處理狀態下，Cr-Ni-Mo材質鍛件具有優良的強度和韌性，可用于制作支座、拉伸桿、叉形連接件等核電重要承力部件。

Cr-Ni-Mo材質鋼作為核電用國標超高強度鋼適用的合金結構鋼，其機械性能指標驗收要求為：室溫拉伸試驗(ASTM A370標準)的屈服強度R_P0.2在895MPa～1035MPa之間，抗拉強度R_m≥928MPa，延伸率A₄≥15％，斷面收縮率Z≥43％；325℃拉伸試驗(ASTM E21標準)的屈服強度R_P0.2≥765MPa，抗拉強度R_m≥928MPa；-18℃沖擊試驗(ASTM A370標準)中每組三個試樣的沖擊吸收功A_KV平均值≥47J，任意單值≥41J。在應用Cr-Ni-Mo材質制作大型鍛件如支座、拉伸桿、叉形連接件等大型核電產品時，在進行調質熱處理后，325℃拉伸試驗的屈服強度和-18℃沖擊試驗的沖擊吸收功低于驗收值，必須研究并設計出一種優化的熱處理工藝，來改善鍛件內部組織，提高其綜合機械性能，使機械性能各項指標均滿足驗收要求。

發明內容

本發明的目的是為了解決上述技術問題，提供一種工藝簡單，有效改善鍛件內部組織、細化晶粒，提高鍛件的綜合機械性能，解決核電用Cr-Ni-Mo材質大型鍛件325℃拉伸試驗的屈服強度和-18℃沖擊試驗的沖擊吸收功低于驗收要求的難題的提高核電用Cr-Ni-Mo材質大型鍛件綜合機械性能的熱處理工藝。

技術方案，所述鍛件的化學成分(％，wt，熔煉分析)為：C≤0.40％，Si≤0.10％，Mn≤0.70％，P≤0.012％，S≤0.015％，Cr:0.75％～2.00％，Ni:2.00％～4.00％，Mo:0.20％～0.70％，V≥0.05％，Al≤0.015％；

所述熱處理工藝為：

1)一次正火：先將鍛件加熱到600℃～650℃并保溫2-3小時，再升溫至900℃～940℃均溫后再次保溫，出爐后利用鼓風機進行鼓風冷卻至室溫；

2)二次正火：將經一次正火后的鍛件加熱到600℃～650℃并保溫2-3小時，再升溫至840℃～880℃均溫后再次保溫，出爐后利用鼓風機進行鼓風冷卻至室溫；

3)淬火：將經二次正火后的鍛件加熱到600℃～650℃并保溫2-3小時，再升溫至850℃～890℃均溫后再次保溫，出爐后水冷至250℃以下

4)高溫回火將淬火后的鍛件加熱到200℃～250℃并保溫4-6小時，再升溫至595℃～625℃均溫后再次保溫出爐后在空氣中冷卻至室溫。

所述步驟1)中再升溫的溫度為925℃～935℃。