CN104174685A - 汽轮机转子槽锲用异型棒材及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽轮机转子槽锲用异型棒材及其加工方法，所述加工方法包括以下步骤：冶炼并获得SUS304N目标棒材，锻造SUS304N目标棒材得到挤压坯料；将挤压坯料进行预热、一次加热、二次加热和润滑后热挤压得到冷拔坯料，冷拔坯料的横截面形状与异型棒材的横截面形状相同并且冷拔坯料的横截面面积比异型棒材的横截面面积大28～32％；将所述冷拔坯料进行四次冷拔得到异型棒材，并且控制四次冷拔的总减面率为19～23％，其中，在每次冷拔前进行压矫和表面处理，在第一次冷拔后进行固溶热处理并在第一次冷拔之后的每次冷拔后进行去应力退火热处理。

Description

汽轮机转子槽锲用异型棒材及其加工方法

技术领域

本发明属于金属材料压力加工技术领域，更具体地讲，涉及一种汽轮机转子槽锲用SUS304N异型棒材及其加工方法。

背景技术

汽轮机转子槽锲用SUS304N冷拔型钢主要用于核电机组，其成品形状为不全对称的异型棒材并且成品异型棒材的横截面形状具体如图1所示，要求具有高强度，其材料设计的强度指标远高于一般棒材、管材的技术要求，并且材料的尺寸规格大，尺寸精度、表面质量要求及其严格，目前国内核电机组转子槽锲用SUS304N异型棒材全部由日本负责设计和供应。其中，SUS304N是日本牌号，其对应于国内牌号0Cr19Ni9N，属于耐热不锈钢，并且因氮的加入，使得材料在塑性不变的情况下具有更高的强度，广泛应用于化工及原子能工业用设备。

作为转子槽锲用SUS304N异形棒材要求具有高强度、硬度，同时要求具有高的尺寸精度和表面粗糙度以确保使用的安全，这些高要求给坯料生产工艺设计以及成品生产工艺的设计和生产带来较大难题，一直以来我国国内未能成功研制并生产出批量的替代产品。

曾经系统论证热轧+冷拉成材的加工方式，即将圆钢热轧成初始型棒材即冷拉坯料，经过固溶热处理后再进行冷态拉制。因成品为不全对称异型材，所以采用热轧方式制作冷拉坯料时需设计专用孔型轧辊，变形工艺系统的设计较复杂，轧辊系列孔型设计、配置以及导卫装置的配置等涉及的设计环节、参数较多，个别参数、配置不合理就会导致轧制成品出现折叠、扭弯、螺旋弯等缺陷致矫直困难、表面质量较差无法完全清理表面缺陷，若不是采用专用轧机生产，则频繁更换轧辊孔型非常繁琐和复杂，生产组织很不经济，更无法保证成品率和工业化的大批量生产。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于解决上述技术问题中的一个或多个。

本发明的目的在于提供一种采用热挤压结合冷拔方式生产高强度转子槽锲用SUS304N异形棒材的方法，以满足核电机组的使用要求并打破日方垄断。

为了实现上述目的，本发明的一方面提供了一种汽轮机转子槽锲用SUS304N异型棒材的加工方法，所述加工方法包括以下步骤：a、冶炼SUS304N目标棒材，锻造所述SUS304N目标棒材得到挤压坯料；b、将所述挤压坯料进行预热、一次加热、二次加热和润滑后进行热挤压得到冷拔坯料，其中，预热温度为850～950℃，一次加热温度为1100～1180℃，二次加热温度为1195～1220℃，所述冷拔坯料的横截面形状与异型棒材的横截面形状相同并且冷拔坯料的横截面面积比异型棒材的横截面面积大28～32％；c、将冷拔坯料进行四道次冷拔得到异型棒材，控制第一道次冷拔的减面率为5～7％、第二道次冷拔的减面率为9～10％、第三道次冷拔的减面率为4～5％，第四道次冷拔的减面率为2～3％，并且控制四道次冷拔的总减面率为19～23％，其中，在每次冷拔前进行压矫和表面处理，在第一次冷拔后进行固溶热处理并在每道次冷拔后进行去应力退火热处理。

根据本发明的汽轮机转子槽锲用SUS304N异型棒材的加工方法的一个实施例，所述六边形包括互相平行的上底边a与下底边b、互相对称的左上边c与右上边d、互相对称的左下边e与右下边f，并且所述六边形的对称轴为从上底边a的中点至下底边b的中点的连线，其中，上底边a的长度为35.54mm、下底边b的长度为60.61mm、左上边c与左下边e的交点至右上边d与右下边f的交点之间的距离为66.61mm，上底边a与下底边b之间的垂直距离为26.3mm，左上边c与左下边e的交点至右上边d与右下边f的交点的连线至下底边b之间的垂直距离为10.8mm，上底边a的延长线与左上边c或右上边d之间的夹角α为45°，控制长度尺寸公差为(+0，-0.3)mm，控制角度尺寸公差为(+0，-0.5°)。

根据本发明的汽轮机转子槽锲用SUS304N异型棒材的加工方法的一个实施例，以重量百分比计，所述SUS304N目标棒材包括C≤0.08％、Si≤1.0％、Mn≤2.0％、P≤0.045％、S≤0.030％、N 0.10～0.20％、Ni 8.00～10.50％、Cr 18.00～20.00％以及余量的Fe和不可避免的杂质。

根据本发明的汽轮机转子槽锲用SUS304N异型棒材的加工方法的一个实施例，在步骤a中，采用非真空感应冶炼电极棒和电渣重熔冶炼电渣棒获得SUS304N目标棒材，再采用快锻机锻造所述SUS304N目标棒材得到挤压坯料，并将所述挤压坯料进行探伤检验、矫直、切头尾、剥皮后进行热挤压。

根据本发明的汽轮机转子槽锲用SUS304N异型棒材的加工方法的一个实施例，在步骤b中，还包括将热挤压得到的冷拔坯料进行在线固溶热处理、拉矫、固溶、酸洗、精整、检验的热挤压后处理；在步骤c中，还包括将四次冷拔后的异型棒材进行矫直、酸洗、精整、检验的冷拔后处理。

根据本发明的汽轮机转子槽锲用SUS304N异型棒材的加工方法的一个实施例，在步骤c中，每次冷拔前进行的表面处理包括清理表面缺陷、酸化、皂化和石墨润滑并且第一次冷拔和第二次冷拔之前的表面处理还包括抛丸。

根据本发明的汽轮机转子槽锲用SUS304N异型棒材的加工方法的一个实施例，在步骤c中，所述固溶热处理是在1040～1060℃下保温40～45min后水冷，所述去应力退火是在300～350℃下保温4.5h～5h后空冷。

本发明的另一方面公开了一种汽轮机转子槽锲用SUS304N异型棒材，所述汽轮机转子槽锲用SUS304N异型棒材由上述汽轮机转子槽锲用SUS304N异型棒材的加工方法制造。

本发明采用热挤压生产提供冷拔坯料，再进行冷拔变形强化的生产工艺，具有附加投资少、生产组织灵活、生产效率高、经济效益高等优点，生产出的成品的各项指标能够满足采购规范要求，并且上述工艺路线对生产此类高强度、高尺寸精度和表面要求的异型材具有领先的技术优势。

附图说明

图1是本发明的汽轮机转子槽锲用SUS304N异型棒材的主视图。

图2是本发明的汽轮机转子槽锲用SUS304N异型棒材的左视图。

具体实施方式

在下文中，将对本发明的汽轮机转子槽锲用SUS304N异型棒材及其加工方法进行详细说明。

本发明的思路在于采用热挤压+冷拔方式生产高强度的SUS304N异型棒材，但本发明不仅适用于SUS304N异型棒材的生产，还适用于其它材料的异型材的生产。具体来说，热挤压生产是将加热到再结晶温度以上的坯料置于一个相对密闭的挤压筒内，通过从一端施加一个强大的三向压应力，使高温下的坯料快速地从另一端的模具孔型中挤压出来，从而获得与模孔形状基本一致的型材，其生产特点是通过一个热挤压模具进行控制，即可以生产轧制不能得到或难以得到的复杂形状异型材，热挤压的生产投入小、生产组织灵活、变换规格方便且较适合多规格小批量的生产，挤压成品还具有各方向力学性能差异小、产品综合性能好、表面质量较好等特点，可以生产得到较为理想的冷拉异型坯料；而冷拔生产的目的主要是通过足够量的冷变形提高材料的强度指标以符合标准要求，并通过冷拔模具进行控制，保证每道次变形达到设计减面率，使得外形尺寸均匀受控，并且通过每道次的皂化润滑配以多道次的冷拔变形摩擦，可得到具有较高表面粗糙度的成品。

图1是本发明的汽轮机转子槽锲用SUS304N异型棒材的主视图，图2是本发明的汽轮机转子槽锲用SUS304N异型棒材的左视图。如图1和图2所示，本发明的汽轮机转子槽锲用SUS304N异型棒材的横截面形状为六边形，所述六边形包括互相平行的上底边a与下底边b、互相对称的左上边c与右上边d、互相对称的左下边e与右下边f，并且所述六边形的对称轴为从上底边a的中点至下底边b的中点的连线，其中，上底边a的长度为35.54mm、下底边b的长度为60.61mm、左上边c与左下边e的交点至右上边d与右下边f的交点之间的距离为66.61mm，上底边a与下底边b之间的垂直距离为26.3mm，左上边c与左下边e的交点至右上边d与右下边f的交点的连线至下底边b之间的垂直距离为10.8mm，上底边a的延长线与左上边c或右上边d之间的夹角α为45°。并且，SUS304N异型棒材具有长度L，长度L为158mm。其中，控制长度尺寸公差为(+0，-0.3)mm，控制角度尺寸公差为(+0，-0.5)°。

下面具体介绍本发明的汽轮机转子槽锲用SUS304N异型棒材的加工方法。

根据本发明的示例性实施例，所述汽轮机转子槽锲用SUS304N异型棒材的加工方法包括以下步骤：

a、冶炼并获得SUS304N目标棒材，锻造SUS304N目标棒材得到挤压坯料。

在步骤a中，主要是通过冶炼、浇注、重熔、锻造等工序获得用于热挤压的挤压坯料。根据本发明的一个实施例，可以采用非真空感应炉冶炼目标钢水并浇注电极棒，然后电渣重熔将电极棒重熔为电渣锭并获得SUS304N目标棒材，再采用快锻机锻造SUS304N目标棒材得到挤压坯料。并且，为了保证热挤压的加工效果，须将挤压坯料进行探伤检验、矫直、切头尾、剥皮后再进行热挤压。但本发明不限于此，即SUS304N目标棒材的冶炼和挤压坯料的锻造并不是本发明的关键步骤，可以选用本领域的常规方法进行生产，在此不进行具体限定。

根据本发明，以重量百分比计，上述SUS304N目标棒材包括C≤0.08％、Si≤1.0％、Mn≤2.0％、P≤0.045％、S≤0.030％、N 0.10～0.20％、Ni 8.00～10.50％、Cr 18.00～20.00％以及余量的Fe和不可避免的杂质。SUS304N是较常用的含氮铬镍奥氏体不锈钢，室温下组织为单相奥氏体组织，具有优秀的耐腐蚀性和良好的加工性能，因氮元素的加入，其在维持原有良好塑性的同时，略微提高了强度性能。并且，在固溶状态下，SUS304N的抗拉强度可达662MPa、屈服强度可达366MPa、延伸率可达52％、断面收缩率可达81％，性能指标满足GB/T1220要求。

b、将挤压坯料进行预热、一次加热、二次加热和润滑后进行热挤压得到冷拔坯料，其中，预热温度为850～950℃，一次加热温度为1100～1180℃，二次加热温度为1195～1220℃，冷拔坯料的横截面形状与异型棒材的横截面形状相同并且冷拔坯料的横截面面积比异型棒材的横截面面积大28～32％。

在步骤b中，主要是通过热挤压获得用于冷拔的冷拔坯料。热挤压是将金属材料加热到热锻成形温度后进行挤压成形的加工工艺，由此可通过设计具有特定模孔形状的挤压模具并进行热挤压，从而直接获得具有横截面形状与所需异型棒材的横截面形状相同的冷拔坯料。需要说明的是，挤压模具的材质和表面粗糙度要求可以与现有的挤压模具相同，并且可以按照常规的要求进行挤压模具的其它结构和参数设计，例如将入口角倒大以减小阻力等等，本发明不限于此。并且，为了控制合适的冷拔减面率和减面率，在本步骤中需要使热挤压生产得到的冷拔坯料的横截面面积比成品的异型棒材的横截面面积大28～32％，也即热挤压生产得到的冷拔坯料比成品的异型棒材同比放大28～32％.优选地，冷拔坯料的横截面形状与异型棒材的横截面形状相同并且冷拔坯料的横截面面积比异型棒材的横截面面积大30％。

关于冷拉坯料尺寸设计，首先进行了同材质的Φ25圆棒冷拔变形硬化试验，冷拔变形规律见表1：

表1同材质的Φ25圆棒冷拔变形硬化试验结果

根据表1中的同材质Φ25圆棒冷拔变形硬化规律可知，冷拔坯料尺寸的增面率达到16.4％(该结果为第一道次的增面率与第二道次的增面率之和，由于此处主要阐述的是冷拉坯料尺寸的设计，而冷拔坯料相对于成品而言，冷拔坯料的尺寸是增加的，故此处以增面率进行描述)，性能基本满足要求。但考虑到形状尺寸对冷拔提高强度存在差异，冷拔坯料在拉矫后尺寸有不同程度的减小，以及为了消除坯料尺寸、应力不均匀，需进行重新固溶和预拉拔，因此将冷拔坯料尺寸设计为比冷拉异型材的成品尺寸放大28～32％，生产按30％进行控制。若该尺寸设计过大，将导致后续拉拔道次强度过高且润滑效果不佳，模具强度会因难以承受高强度材料的冷拔而发生炸裂。

在热挤压之前，先对挤压坯料进行850～950℃的预热以使挤压坯料的整个截面加热均匀，提高工序效率；然后再进行1100～1180℃的一次加热和1195～1220℃的二次加热以提高挤压坯料的心部温度，使挤压坯料在高温区由外到内温度趋于一致，便于挤压成形。由于SUS304N具有较好的热塑性，因此在一次加热、二次加热的温度控制中按中限控制为宜。为了保证热挤压的表面效果，需将热挤压之前的挤压坯料的表面缺陷清理干净，将端面车平并使边缘圆弧过渡。并且，为了减小挤压时的接触摩擦力，还需在热挤压前对挤压坯料进行表面润滑，润滑剂的选择可根据实际工况进行。在热挤压的过程中，可以按照常规的热挤压控制方式进行生产，例如将挤压筒预热至150℃以上，控制挤压比为20～22，控制挤压力为22～26吨，并根据挤压效果现场调整挤压速度。此外，为了保证生产的顺利，在挤压生产前检查可能影响挤压过程的阀、油缸、工具配合等，确保顺利挤压和顶出。

在热挤压之后，将所得冷拔坯料水冷进行在线固溶热处理以避免奥氏体不锈钢在冷却过程中析出脆性相及Cr23C6碳化物，影响材料的韧性及耐晶间腐蚀性能。并且，由于热挤压后的坯料部分存在扭弯、镰刀弯等弯曲缺陷，需要通过拉矫保证平直度；由于拉矫后的坯料本身存在不均匀的内应力，因此冷拔前需重新固溶，消除应力以确保冷拔顺利。由于坯料通常在较高温度下进行挤压，常伴有严重的氧化和表面划伤等缺陷，因此需要进行酸洗、精整、检验等热挤压后处理以清理表面缺陷并获得符合要求的冷拔坯料。

c、将冷拔坯料进行四道次冷拔得到异型棒材，控制第一道次冷拔的减面率为5～7％、第二道次冷拔的减面率为9～10％、第三道次冷拔的减面率为4～5％，第四道次冷拔的减面率为2～3％，并且控制四道次冷拔的总减面率为19～23％。其中，在每次冷拔前进行压矫和表面处理，在第一次冷拔后进行固溶热处理并在每道次冷拔后进行去应力退火热处理。

在步骤c中，主要是通过冷拔获得符合强度性能要求、尺寸要求和表面精度要求的成品异型棒材。冷拔是为了达到一定的形状和一定的力学性能而在常温条件下对金属材料进行拉拔的加工方式，其具有尺寸精度高和表面光洁度好的优点，同时能够通过拉拔产生的加工硬化显著提高型材的强度。

根据本发明的示例性实施例，本发明进行四道次冷拔得到异型棒材，控制第一道次冷拔的减面率为5～7％(也称为预冷拔变形)、第二道次冷拔的减面率为9～10％、第三道次冷拔的减面率为4～5％，第四道次冷拔的减面率为2～3％，并且控制四道次冷拔的总减面率为19～23％。优选地，在生产中按照22％控制四道次冷拔的总减面率。其中，总减面率即为各道次冷拔的减面率的总和。

本发明设计四道次冷拔完成19～23％的减面率，一是为了最终成品保证表面粗糙度达到要求，二是确保冷拔质量，若冷拔道次过多，则会导致材料表面硬度高、冷拔前材料难以润滑、冷拔过程中材料出现拉伤、烧伤缺陷、模具容易炸裂无法进行批量生产等缺陷。其中，第一道次冷拔被定义为预冷拔变形，目的是使均匀拉矫后的冷拔坯料尺寸一致，确保后续冷拔过程金属流向一致、变形均匀，在预冷拔变形之后预留15～17％的减面率并进行重新固溶热处理，能够确保最终成品的强度指标比较理想(比标准要求略高50～60MPa)，而且既能保证性能满足标准要求，又能减少冷拔难度，若预冷拔变形的减面率设计过大，会导致之后道次冷拔时的材料强度过高，模具硬度容易达不到材料硬度要求而导致模具损坏或直接炸裂。第二道次冷拔设计了较大的减面率9～10％，这是由于预冷拔变形后重新固溶得到的材料强度较低，进行较大比例的减面处理提高材料的强度指标基本可达到标准要求。之后再在材料强度较高时进行第三和第四道次的冷拔，控制较小的减面率，则模具受损相对较少且冷拔过程材料表面不易拉伤，并且经第三和第四道次的小减面率冷拔，通过冷拔前清理表面缺陷，在冷拔过程中起到精整表面并减小表面粗糙度的作用，最终进一步提高材料的强度指标。

由于每个道次的冷拔是通过冷拔模具实现的，而冷拔模具对于冷拔的效果影响很大，因此冷拔模具的结构设计是非常关键的。根据本发明的示例性实施例，本发明所使用的冷拔模具包括沿着棒材的移动方向依次设置的入口锥、变形带、定径带和出口锥，其中各段的长度和角度需根据实际工况设计。根据本发明的一个实施例，入口锥的长度为6mm，角度为40°，并且入口锥处打磨成喇叭型过渡；变形带的长度为16mm，角度为20°；定径带的长度为9mm；出口锥的长度为5mm,角度为60°，其中上述的角度为两对边的夹角。其中，模具的入口锥按照喇叭型过渡设计的目的是在开始冷拔变形时能够有缓冲带，而模具与材料间挤压力递增时因有上述缓冲带的存在，变形过程可减少对模具和材料的损伤，确保冷拔过程的顺利。根据试验效果，将第一道次冷拔即预冷拔变形的模具设计为在宽度方向进行大变形，因为第一道次冷拔后，通过重新固溶可消除冷拔后的应力堆积，并且第一道次冷拔产生的局部拉伤、变形不均可通过修磨及后续冷拔予以改善；而其后的三个道次冷拔的模具设计的减面方向应沿着冷拔坯料的高度方向(即沿着垂直于两个平行底面的方向)进行减面变形，即后三个道次的冷拔主要进行高度尺寸的减小，宽度尺寸只进行细微变形，冷拔模具设计为此变形方向可使冷拔减面时，异型材的金属流动均匀，避免因金属流动不均匀导致局部金属堆积。无法流动而在该部位产生拉伤和心部填充不满等缺陷。

为了保证冷拔效果和最终产品的表面质量，需在每次冷拔之前进行压矫和表面处理，其中，每次冷拔前进行的表面处理包括清理表面缺陷、酸化、皂化和石墨润滑并且第一道次冷拔和第二道次冷拔之前的表面处理还包括抛丸。由于第一和第二道次的冷拔减面率较大，故需在冷拔前进行抛丸以使材料表面粗糙并可使润滑剂很好地附着在材料表面，进而取得较好的润滑效果，确保冷拔过程的顺利进行及相应道次的冷拔成品质量，减少材料拉伤及模具损伤。由于第三和第四道次的冷拔减面率相对较小，故只需要在冷拔前清理表面缺陷以减小表面粗糙度并使其满足最终成品粗糙度要求即可，因此冷拔前不进行抛丸，其中，酸洗可使材料表面轻微腐蚀，润滑效果即可满足小减面率的冷拔要求。冷拔前的润滑是决定冷拔质量的关键参数之一，本发明通过试验选择的润滑方法为酸洗+皂化+石墨润滑，酸洗的目的是使材料表面微腐蚀形成粗糙表面，从而利于皂化液和石墨乳的附着。并且，由于SUS304N属较耐腐蚀的不锈钢，对其酸洗的粗化表面程度有限，仅靠酸洗附着的皂化液、石墨乳等润滑剂不能支持较大的减面率冷拔，这也是前两个道次的冷拔的润滑前需辅以抛丸的原因。在皂化后，在材料表面均匀刷上石墨乳可增加润滑效果，并且在冷拔过程中可起到降温作用，即相应降低模具温度，起到保护模具的作用。

根据本发明的示例性实施例，在第一道次冷拔后进行固溶热处理以降低后续冷拔难度，此处的固溶热处理工艺可以采用GB/T1220推荐的固溶工艺，即在1010～1150℃快冷均可，根据本发明的一个实施例，本发明采用在1040～1060℃下保温40～45min后进行水冷的工艺，并在固溶之后进行酸洗以去除表面的氧化皮和粗糙材料表面。在后续三个道次冷拔后需进行去应力退火热处理以去除内应力使冷拔过程材料各部位受力均匀，保证冷拔质量稳定。其中，去应力退火的目的是消除冷拔过程中产生的内应力，此处的去应力退火热处理工艺可以采用一般的工艺，如控制处理温度在300～400℃均可，本发明采用在300～350℃下保温4.5～5h后进行空冷的工艺。

在进行去应力退火之后，需进行冷拔后处理以获得符合要求的成品异型棒材。具体地，冷拔后处理包括矫直、酸洗、精整、检验等。例如，矫直时确保异型棒材的弯曲度、扭曲度不超过0.1mm和160mm，并且采用投影仪检查外形尺寸、进行表面着色探伤检测、进行表面粗糙度和表面质量检测等，本发明不限于此。

本发明的汽轮机转子槽锲用SUS304N异型棒材则是由上述汽轮机转子槽锲用SUS304N异型棒材的加工方法制造，其具有设计的外形尺寸精准，各参数通过三维投影测量均能满足图纸公差要求，强度指标Rm为800～860Mpa、R_0.2为70～800Mpa，既满足标准要求，而且可进行批量冷拔生产。

下面结合具体示例进一步说明本发明。

1、工艺流程：

1)生产挤压坯料：

非真空感应炉冶炼SUS304N目标钢水→浇注Φ240mm的电极棒→真空电渣重熔得到Φ360mm的电渣棒→采用2000t快锻机快锻为Φ220mm的挤压坯料→探伤、检验。

其中，SUS304N目标钢水的成分如表1所示：

表2本示例中SUS304N目标钢水的化学成分

2)生产冷拔坯料：

长坯料矫直→切头尾→长料剥皮→下料→环形炉预热→一次感应炉加热→二次感应炉加热→润滑→热挤压→在线固溶→拉矫→固溶、酸洗→精整、检验。

3)冷拔生产异型棒材：

清理表面→压矫→抛丸→酸化、皂化、润滑→第一道次冷拔→固溶酸洗→清理表面→压矫→抛丸→酸化、皂化、润滑→第二道次冷拔→去应力退火→清理表面→压矫→酸化、皂化、润滑→第三道次拉拔→去应力退火→清理表面→压矫→酸化、皂化、润滑→第四道次冷拔→精整→去应力退火→矫直、锯切→酸洗→检验入库。

2、工艺参数根据上述描述进行具体选择。

3、挤压模具和冷拔模具：

因SUS304N的热加工性能好，热挤压模具采用D2材质模具即可满足生产要求；冷拔生产中，前两个道次的冷拔因强度相对较低且第三道次的变形较少，从生产成本考虑，这三个道次的冷拔模具采用自制D2材质模具，最后一个道次的成品冷拔因强度相对较高，最终还需满足尺寸要求，故最后一次道次的冷拔模具采用专业设计的硬质合金模具。热挤压模具和冷拔模具的参数在此不再赘述。

4、本示例所制得的汽轮机转子槽锲用SUS304N异型棒材产品的检验结果如表3所示。

表3本示例中SUS304N异型棒材的检验结果及对比结果

由表1可知，采用本发明生产制得的汽轮机转子槽锲用SUS304N异型棒材产品的力学性能、尺寸精度和表面质量等各项技术指标完全达到技术要求，甚至可以达到现有的日本产品的水平。

综上所述，本发明的汽轮机转子槽锲用SUS304N异型棒材的生产方法采用热挤压生产提供冷拔坯料，再进行冷拔变形强化的生产工艺能够生产出各项指标能够满足采购规范要求的成品，并且具有附加投资少、生产组织灵活、生产效率高、经济效益高等优点，具有良好的推广应用前景。

尽管上面已经通过结合示例性实施例描述了本发明，但是本领域技术人员应该清楚，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可对本发明的示例性实施例进行各种修改和改变。

Claims (8)

1.一种汽轮机转子槽锲用SUS304N异型棒材的加工方法，其特征在于，所述加工方法包括以下步骤：

a、冶炼并获得SUS304N目标棒材，锻造所述SUS304N目标棒材得到挤压坯料；

b、将所述挤压坯料进行预热、一次加热、二次加热和润滑后进行热挤压得到冷拔坯料，其中，预热温度为850～950℃，一次加热温度为1100～1180℃，二次加热温度为1195～1220℃，所述冷拔坯料的横截面形状与异型棒材的横截面形状相同并且冷拔坯料的横截面面积比异型棒材的横截面面积大28～32％；

c、将冷拔坯料进行四道次冷拔得到异型棒材，控制第一道次冷拔的减面率为5～7％、第二道次冷拔的减面率为9～10％、第三道次冷拔的减面率为4～5％，第四道次冷拔的减面率为2～3％，并且控制四道次冷拔的总减面率为19～23％，其中，在每次冷拔前进行压矫和表面处理，在第一次冷拔后进行固溶热处理并在每道次冷拔后进行去应力退火热处理。

2.根据权利要求1所述的汽轮机转子槽锲用SUS304N异型棒材的加工方法，其特征在于，所述六边形包括互相平行的上底边a与下底边b、互相对称的左上边c与右上边d、互相对称的左下边e与右下边f，并且所述六边形的对称轴为从上底边a的中点至下底边b的中点的连线，其中，上底边a的长度为35.54mm、下底边b的长度为60.61mm、左上边c与左下边e的交点至右上边d与右下边f的交点之间的距离为66.61mm，上底边a与下底边b之间的垂直距离为26.3mm，左上边c与左下边e的交点至右上边d与右下边f的交点的连线至下底边b之间的垂直距离为10.8mm，上底边a的延长线与左上边c或右上边d之间的夹角α为45°，控制长度尺寸公差为(+0，-0.3)mm，控制角度尺寸公差为(+0，-0.5)°。

3.根据权利要求1所述的汽轮机转子槽锲用SUS304N异型棒材的加工方法，其特征在于，以重量百分比计，所述SUS304N目标棒材包括C≤0.08％、Si≤1.0％、Mn≤2.0％、P≤0.045％、S≤0.030％、N 0.10～0.20％、Ni 8.00～10.50％、Cr 18.00～20.00％以及余量的Fe和不可避免的杂质。

4.根据权利要求1所述的汽轮机转子槽锲用高强度SUS304N异型棒材的加工方法，其特征在于，在步骤a中，采用非真空感应冶炼电极棒和电渣重熔冶炼电渣棒获得SUS304N目标棒材，再采用快锻机锻造所述SUS304N目标棒材得到挤压坯料，并将所述挤压棒材进行探伤检验、矫直、切头尾、剥皮后进行热挤压。

5.根据权利要求1所述的汽轮机转子槽锲用SUS304N异型棒材的加工方法，其特征在于，在步骤b中，还包括将热挤压得到的冷拔坯料进行在线固溶热处理、拉矫、固溶、酸洗、精整、检验的热挤压后处理；在步骤c中，还包括将四次冷拔后的异型棒材进行矫直、酸洗、精整、检验的冷拔后处理。

6.根据权利要求1所述的汽轮机转子槽锲用SUS304N异型棒材的加工方法，其特征在于，在步骤c中，每次冷拔前进行的表面处理包括清理表面缺陷、酸化、皂化和石墨润滑并且第一次冷拔和第二次冷拔之前的表面处理还包括抛丸。

7.根据权利要求1所述的汽轮机转子槽锲用SUS304N异型棒材的加工方法，其特征在于，在步骤c中，所述固溶热处理是在1040～1060℃下保温40～45min后水冷，所述去应力退火是在300℃～350℃下保温4.5～5h后空冷。

8.一种汽轮机转子槽锲用SUS304N异型棒材，其特征在于，所述汽轮机转子槽锲用SUS304N异型棒材由权利要求1至7中任一项所述的汽轮机转子槽锲用SUS304N异型棒材的加工方法制造。