CN101254518B - 发电机组用1Mn18Cr18N钢护环锻件的锻造工艺 - Google Patents
发电机组用1Mn18Cr18N钢护环锻件的锻造工艺 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了制造发电机组用1Mn18Cr18N钢护环锻件的一种锻造工艺，包括将进行了锻前加工的坯料采用5000t液压机并在模具中进行锻造，锻造后进行锻后水冷形变热处理，其具体锻造步骤为：①电渣坯料闭式冲孔变形；②模具内挤孔变形；③正挤压缩孔变形；④锻后水冷形变热处理。采用本发明生产效率高、质量好且稳定，可操作性强，不占用万吨级水压机等大型设备。
Description
发电机组用1Mn18Cr18N钢护环锻件的锻造工艺技术领域[0001 ] 本发明涉及汽轮发电机组或核电站使用的钢护环锻件的锻造技术，主要涉及发电 机组用IMnlSCrlSN钢护环锻件锻件的锻造工艺。背景技术
[0002] 目前，国内外汽轮发电机组锻件制造行业护环的制造方法主要为：采取普通的万 吨级自由锻水压机小变形多火次自由锻造，对锻造中产生的裂口随时停锻，待冷却后采用 火焰或电弧气刨的方式清除，锻后再水冷形变热处理，粗加工后需要在高温下较长时间的 保温进行固溶处理。普通的万吨级自由锻水压机小变形多火次自由锻造不需要投入专用的 工装，但因其动作缓慢、对可锻温度区间窄、易开裂的IMnlSCrlSN钢极易造成锻造开裂，所 以随时可能因为停锻清除裂口而造成每火次锻比不足，金属缺陷难以锻合、变形不均、晶粒 粗大等锻件内部质量问题和生产效率问题；对锻造裂口进行火焰或电弧气刨清除而产生应 力集中、热影响区内过热过烧缺陷，使得在清除裂口后继续锻造过程中反复开裂，加剧了上 述内部质量问题和生产效率问题，此外污染也较大；在锻后水冷形变热处理时，由于万吨级 水压机动作缓慢并随时可能停锻清除裂口，因此无法保证形变热处理必需的一定的变形量 和一定的变形温度两大条件，不能稳定实现形变热处理，故后续固溶处理必须在高温下长 时间保温而造成晶粒更加粗大。上述有关锻造工序对大型关键设备长时间的占用也是造成 几十年来国内该产品全部依赖进口的重要原因之一。发明内容
[0003] 本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提出制造发电机组用IMnlSCrlSN钢 护环锻件的一种锻造工艺。采用本发明生产效率高、质量好且稳定，可操作性强，不占用万 吨级水压机等大型设备。
[0004] 实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
[0005] 1.发电机组用IMnlSCrlSN钢护环锻件的锻造工艺，包括将进行了锻前加工的坯 料采用5000t液压机并在模具中进行冲孔、挤孔和正挤压缩孔锻造，锻造后进行锻后水冷 形变热处理，其特征在于：其具体锻造步骤为：
[0006] ①电渣坯料闭式冲孔变形：在850_1220°C下对电渣坯料进行冲孔变形；
[0007] ②将①步骤得到的锻件进行模具内挤孔变形：在850-1220°C下对①步骤得到的 锻件进行模具内挤孔变形；
[0008] ③将②步骤得到的锻件进行正挤压缩孔变形：在850-1220°C下对②步骤得到的 锻件进行正挤压缩孔变形；
[0009] ④将③步骤得到的锻件进行锻后水冷形变热处理。
[0010] 锻后水冷形变热处理时，锻件入水温度为900-1000°C。
[0011] 所述锻前坯料加工是指将电炉冶炼后的坯料进行化学成分检测，再对检测合格的 坯料进行电渣重熔，重熔后检测电渣锭两端的化学成分，检测合格的则为达到锻造要求的电渣坯料。
[0012] 2.发电机组用IMnlSCrlSN钢护环锻件的锻造工艺，包括将进行了锻前加工的坯 料采用5000t液压机并在模具中进行冲孔锻造和正挤压缩孔锻造，锻造后进行锻后水冷形 变热处理，其特征在于：其具体锻造步骤为：
[0013] ①电渣坯料闭式冲孔变形：在850_1220°C下对电渣坯料进行冲孔变形；
[0014] ②将①步骤得到的锻件进行正挤压缩孔变形：在850_1220°C下对①步骤得到的 锻件进行正挤压缩孔变形；
[0015] ③将②步骤得到的锻件进行锻后水冷形变热处理。
[0016] 锻后水冷形变热处理时，锻件入水温度为900-1000°C。
[0017] 所述锻前坯料加工是指将电炉冶炼后的坯料进行化学成分检测，再对检测合格的 坯料进行电渣重熔，重熔后检测电渣锭两端的化学成分，检测合格的则为达到锻造要求的 电渣坯料。
[0018] 所述锻前坯料加工是指将电炉冶炼后的坯料进行化学成分检测，再对检测合格的 坯料进行电渣重熔，重熔后检测电渣锭两端的化学成分，检测合格的则为达到锻造要求的 电渣坯料。
[0019] 本发明的优点在于：
[0020] 1、采用本发明在对IMnlSCrlSN护环锻件进行锻造时，所采用的闭式冲孔变形、模 具内挤孔变形和正挤压缩孔变形方法，锻件受力均为三向压应力状态，有效地解决了锻件 开裂问题；
[0021] 2、根据各工步各个方向不同的应力应变分布特点，合理设计工步顺序和各工步变 形量，保证了各火次变形充分、变形均勻、金属缺陷得到了有效的锻合，而且各工步所需设 备载荷控制在3500t以下。
[0022] 3、由于正挤压缩孔工步引入了有限的剪应变，使坯料中本质粗晶而且顽固的电渣 奥氏体晶粒得到了充分破碎，晶粒细小而且均勻。
[0023] 4、工艺中采取的在模具内冲孔变形、挤孔变形和正挤压缩孔变形方法使整个锻造 过程在IMnlSCrlSN钢的可锻温度区间内完成，保证了锻件最后一火次具备了进行锻后形 变热处理所必需的一定的变形量和一定的变形温度两大条件，使锻后形变热处理充分、有 效，晶粒细小、均勻，锻件的强度和塑韧性均大幅提高，也使得随后进行的补充固溶热处理 在高温下较短时间保温即可达到固溶处理的目的，晶粒也因高温下保温时间短而不会再次 长大，锻件的强度和塑韧性均有了保证，尤其是原制造方法难以合格的断面收缩率和冲击 功两项指标均有大幅提高。
[0024] 5、由于有效地解决了锻造反复开裂问题，锻造过程具有了连续性，而且三种压应 力锻造工步均在压机的1-3个压下行程内完成，使得锻造过程具有了快速性，各个生产工 步和工序较好的可控性使整个生产过程具有了极好的可控性，在这三种特性共同作用下， 生产效率大幅提高。
[0025] 上述工序过程及工序特点使IMnlSCrlSN钢护环锻件的制造具备了生产效率高、 质量好且稳定、操作性强及不占用万吨级水压机设备的特点。具体实施方式
[0026] 实施例1 ：
[0027] 发电机组用IMnlSCrlSN钢护环锻件的锻造工艺，包括将进行了锻前加工的坯料 采用5000t液压机并在模具中进行冲孔、挤孔和正挤压缩孔锻造，锻造后进行锻后水冷形 变热处理，其特征在于：其具体锻造步骤为：
[0028] ①电渣坯料闭式冲孔变形：在850°C对电渣坯料进行冲孔变形；
[0029] ②将①步骤得到的锻件进行模具内挤孔变形：在850°C对①步骤得到的锻件进行 模具内挤孔变形；
[0030] ③将②步骤得到的锻件进行正挤压缩孔变形：在850°C对②步骤得到的锻件进行 正挤压缩孔变形；
[0031] ④将③步骤得到的锻件进行锻后水冷形变热处理，锻后水冷处理时，锻件入水温 度为900°C。
[0032] 所述锻前坯料加工是指将电炉冶炼后的坯料进行化学成分检测，再对检测合格的 坯料进行电渣重熔，重熔后检测电渣锭两端的化学成分，检测合格的则为达到锻造要求的 电渣坯料。
[0033] 实施例2 ：
[0034] 发电机组用IMnlSCrlSN钢护环锻件的锻造工艺，包括将进行了锻前加工的坯料 采用5000t液压机并在模具中进行冲孔、挤孔和正挤压缩孔锻造，锻造后进行锻后水冷形 变热处理，其特征在于：其具体锻造步骤为：
[0035] ①电渣坯料闭式冲孔变形：在1220°C对电渣坯料进行冲孔变形；
[0036] ②将①步骤得到的锻件进行模具内挤孔变形：在1220°C对①步骤得到的锻件进 行模具内挤孔变形；
[0037] ③将②步骤得到的锻件进行正挤压缩孔变形：在1220°C对②步骤得到的锻件进 行正挤压缩孔变形；
[0038] ④将③步骤得到的锻件进行锻后水冷形变热处理，锻后水冷处理时，锻件入水温 度为 IOOO0C0
[0039] 所述锻前坯料加工是指将电炉冶炼后的坯料进行化学成分检测，再对检测合格的 坯料进行电渣重熔，重熔后检测电渣锭两端的化学成分，检测合格的则为达到锻造要求的 电渣坯料。
[0040] 实施例3 ：
[0041] 发电机组用IMnlSCrlSN钢护环锻件的锻造工艺，包括将进行了锻前加工的坯料 采用5000t液压机并在模具中进行冲孔、挤孔和正挤压缩孔锻造，锻造后进行锻后水冷形 变热处理，其特征在于：其具体锻造步骤为：
[0042] ①电渣坯料闭式冲孔变形：在1100°C对电渣坯料进行冲孔变形；
[0043] ②将①步骤得到的锻件进行模具内挤孔变形：在1100°C对①步骤得到的锻件进 行模具内挤孔变形；
[0044] ③将②步骤得到的锻件进行正挤压缩孔变形：在1100°C对②步骤得到的锻件进 行正挤压缩孔变形；
[0045] ④将③步骤得到的锻件进行锻后水冷形变热处理，锻后水冷处理时，锻件入水温度为9500C ο
[0046] 所述锻前坯料加工是指将电炉冶炼后的坯料进行化学成分检测，再对检测合格的 坯料进行电渣重熔，重熔后检测电渣锭两端的化学成分，检测合格的则为达到锻造要求的 电渣坯料。
[0047] 实施例4 ：
[0048] 发电机组用IMnlSCrlSN钢护环锻件的锻造工艺，包括将进行了锻前加工的坯料 采用5000t液压机并在模具中进行冲孔锻造和正挤压缩孔锻造，锻造后进行锻后水冷形变 热处理，其特征在于：其具体锻造步骤为：
[0049] ①电渣坯料闭式冲孔变形：在850°C对电渣坯料进行冲孔变形；
[0050] ②将①步骤得到的锻件进行正挤压缩孔变形：在850°C对②步骤得到的锻件进行 正挤压缩孔变形；
[0051] ③将②步骤得到的锻件进行锻后水冷形变热处理，锻后水冷处理时，锻件入水温 度为900°C。
[0052] 所述锻前坯料加工是指将电炉冶炼后的坯料进行化学成分检测，再对检测合格的 坯料进行电渣重熔，重熔后检测电渣锭两端的化学成分，检测合格的则为达到锻造要求的 电渣坯料。
[0053] 实施例5 ：
[0054] 发电机组用IMnlSCrlSN钢护环锻件的锻造工艺，包括将进行了锻前加工的坯料 采用5000t液压机并在模具中进行冲孔锻造和正挤压缩孔锻造，锻造后进行锻后水冷形变 热处理，其特征在于：其具体锻造步骤为：
[0055] ①电渣坯料闭式冲孔变形：在1220°C对电渣坯料进行冲孔变形；
[0056] ②将①步骤得到的锻件进行正挤压缩孔变形：在1220°C对②步骤得到的锻件进 行正挤压缩孔变形；
[0057] ③将②步骤得到的锻件进行锻后水冷形变热处理，锻后水冷处理时，锻件入水温 度为 IOOO0C0
[0058] 所述锻前坯料加工是指将电炉冶炼后的坯料进行化学成分检测，再对检测合格的坯料 进行电渣重熔，重熔后检测电渣锭两端的化学成分，检测合格的则为达到锻造要求的电渣坯料。
[0059] 实施例6 ：
[0060] 发电机组用IMnlSCrlSN钢护环锻件的锻造工艺，包括将进行了锻前加工的坯料 采用5000t液压机并在模具中进行冲孔锻造和正挤压缩孔锻造，锻造后进行锻后水冷形变 热处理，其特征在于：其具体锻造步骤为：
[0061] ①电渣坯料闭式冲孔变形：在950°C对电渣坯料进行冲孔变形；
[0062] ②将①步骤得到的锻件进行正挤压缩孔变形：在950°C对②步骤得到的锻件进行 正挤压缩孔变形；
[0063] ③将②步骤得到的锻件进行锻后水冷形变热处理，锻后水冷处理时，锻件入水温 度为9500C ο
[0064] 所述锻前坯料加工是指将电炉冶炼后的坯料进行化学成分检测，再对检测合格的 坯料进行电渣重熔，重熔后检测电渣锭两端的化学成分，检测合格的则为达到锻造要求的 电渣坯料。
Claims (5)
1.发电机组用IMnlSCrlSN钢护环锻件的锻造工艺，包括将进行了锻前加工的坯料采 用5000t液压机并在模具中进行冲孔、挤孔和正挤压缩孔锻造，锻造后进行锻后水冷形变 热处理，其特征在于：其具体锻造步骤为：①电渣坯料闭式冲孔变形：在850-1220°C下对电渣坯料进行冲孔变形；②将①步骤得到的锻件进行模具内挤孔变形：在850-1220°C下对①步骤得到的锻件 进行模具内挤孔变形；③将②步骤得到的锻件进行正挤压缩孔变形：在850-1220°C下对②步骤得到的锻件 进行正挤压缩孔变形；④将③步骤得到的锻件进行锻后水冷形变热处理。
2.根据权利要求1所述的发电机组用IMnlSCrlSN钢护环锻件的锻造工艺，其特征在 于：锻后水冷形变热处理时，锻件入水温度为900-1000°C。
3.根据权利要求1所述的发电机组用IMnlSCrlSN钢护环锻件的锻造工艺，其特征在 于：所述锻前坯料加工是指将电炉冶炼后的坯料进行化学成分检测，再对检测合格的坯料 进行电渣重熔，重熔后检测电渣锭两端的化学成分，检测合格的则为达到锻造要求的电渣 坯料。
4.发电机组用IMnlSCrlSN钢护环锻件的锻造工艺，包括将进行了锻前加工的坯料采 用5000t液压机并在模具中进行冲孔锻造和正挤压缩孔锻造，锻造后进行锻后水冷形变热 处理，其特征在于：其具体锻造步骤为：①电渣坯料闭式冲孔变形：在850-1220°C下对电渣坯料进行冲孔变形；②将①步骤得到的锻件进行正挤压缩孔变形：在850-1220°C对①步骤得到的锻件进 行正挤压缩孔变形；③将②步骤得到的锻件进行锻后水冷形变热处理，锻后水冷处理时，锻件入水温度为 900-1000°C。
5.根据权利要求4所述的发电机组用IMnlSCrlSN钢护环锻件的锻造工艺，其特征在 于：所述锻前坯料加工是指将电炉冶炼后的坯料进行化学成分检测，再对检测合格的坯料 进行电渣重熔，重熔后检测电渣锭两端的化学成分，检测合格的则为达到锻造要求的电渣 坯料。
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