CN110315013A - 一种内燃机用耐高温低镍不锈钢环件及其辗扎成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种内燃机用耐高温低镍不锈钢环件及其辗扎成型方法，不锈钢环件其化学成份包括：碳、氮、锰、铬、镍、硅、铜、铝、钽、铌、铪、钴、钨、钼、碲，镥、钪、余量为铁。辗扎成型方法包括以下步骤：预热随动模套，并将奥氏体不锈钢环件预轧坯加热到变形温度；将随动模套和预轧坯装进轧环机，使随动模套套住预轧坯、预轧坯套住芯辊，并且沿主辊和芯辊的中心距方向，随动模套与主辊的外周面之间、随动模套的内环面与预轧坯的外周面之间、以及预轧坯的内环面与芯辊的外周面之间分别相切接触；启动轧环机使其主辊旋转并驱动随动模套、预轧坯、芯辊和两个抱辊转动，同时由轧环机驱动上锥辊和下锥辊夹持住随动模套和预轧坯一起转动。

Description

一种内燃机用耐高温低镍不锈钢环件及其辗扎成型方法

技术领域

本发明涉及内燃机内部环形部件技术领域，具体涉及一种内燃机内使用的耐高温低镍不锈钢环件及其环件的辗扎成型方法。

背景技术

从内燃机领域已知有许多不同的操作策略和部件设计。与诸如燃料供应、废气再循环、涡轮增压和可变阀致动的因素可改变以产生不同结果的方式相比，已经进行了数十年的研究和开发。除了这些和其它操作参数的变化之外，大量的研究和测试工作致力于诸如活塞的发动机部件可被塑形和成比例并且由各种材料形成的不同方式。推动燃烧科学和相关研究进展的一个动机是希望减少废气中某些排放物(诸如颗粒物质和氮氧化物或NOx)的相对量。其它动机涉及改进或优化性能、降低燃料消耗或其它目的。

长期以来一直知道，发动机工作循环(通常被理解为在现场使用条件下的发动机的使用模式)可影响发动机部件执行和容忍现实世界操作的方式。工作循环也影响废气排放、燃料消耗和其它性能变量对各种可控操作参数的调整做出响应的程度和方式。某些发动机在所谓的低怠速或中等怠速条件下操作，在标准或预期的发动机工作循环中发动机速度或发动机负荷只有相对较小的变化。因而，工程师可以设计基于预期的相对稳定的操作点的发动机部件并且建立基于预期的相对稳定的操作点的操作参数和期望值。

其它发动机工作循环更具动态性，其中发动机速度或发动机负荷或二者均常规地变化，有时在很大程度上变化。例如，运输机车中的柴油内燃机可将发动机速度或发动机负荷增加到等于或接近停车站或车站之间的额定发动机速度或发动机负荷，但是在机车停止以便于乘客装卸时下降到低怠速条件。可想象到，运输机车发动机在诸如温度和缸内压力的因素中经历相较快且相对较快宽的摆动。其它发动机工作循环可能会更不可预测，且发动机可在高怠速下长时间操作、在低怠速下相对较短时间操作，且接着在较高速度和负载与较低速度和负载之间迅速斜升和斜降一段时间。

适应各种发动机操作和工作循环的不同模式的努力至少部分地导致了本领域中可看到的许多发动机操作策略和部件设计。对于经受相对苛刻的操作条件和特别频繁的温度摆动的某些发动机，研究和开发感兴趣的一个领域包括可耐受高温和/或强烈的热疲劳诱导条件的活塞几何形状和材料的改进。其它研究工作已经预期非常适合相对极端机械胁迫条件的活塞。Jarrett的共同拥有的第6,155,157号美国专利涉及一种由配置成在经历了增加的燃烧力的情况下增加活塞寿命的两件组成的活塞。Jarrett提出了一种具有通过惯性焊接结合在一起的头部构件和单独的裙部构件的活塞。作用在头部构件的冠部上的燃烧力被环带的支撑表面抵抗。裙部构件被视为抵抗头部构件上的燃烧力的弯矩。

奥氏体-铁素体双相不锈钢是奥氏体和铁素体组织各约占一半的不锈钢。在含C较低的情况下，Cr含量在18％～28％，Ni含量在3％～10％。该类钢兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点，与铁素体相比，塑性、韧性更高，无室温脆性，耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高，同时还保持有铁素体不锈钢的475℃脆性以及导热系数高，具有超塑性等特点。与奥氏体不锈钢相比，强度高且耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀有明显提高。

但奥氏体-铁素体双相不锈钢中的高含量Cr会减弱奥氏体相的形成，使铁素体相成为主导的相成分，这就使得奥氏体-铁素体双相不锈钢中奥氏体相和铁素体相之间的平衡得不到良好控制，其性能也会发生难以预期的变化，往往会出现塑性差、焊后塑性和耐蚀性明显降低等缺点。

超低碳奥氏体不锈钢因碳含量比较低，发生晶间腐蚀的几率较其他不锈钢类材料要小，较高的Cr，Ni含量使其具有优良的抗CO₂、H₂S和C1腐蚀性能，且该类钢的耐高温高压性能良好，具备制备普通内燃机环形件的基本要求。但对于需要在苛刻高温高压环境中使用的内燃机环形件，现有超低碳奥氏体不锈钢的耐高温高压性能仍旧有待提高。

2008年10月8日公开的中国发明专利说明书CN101279343A公开了一种不锈钢异形环锻件的辗轧成形方法，该方法把按规格下料的不锈钢棒料经镦粗、冲孔、轧环制坯(不使用辗轧模具)，再把坯料装进轧环机辗轧模具内辗轧成形，通过在轧环制坯过程和在各工艺步骤中控制准确的变形量，轧制出了组织和性能良好的异形环锻件。采用该方法轧制壁厚较薄的不锈钢高筒环锻件时，由于主辊的转动方向与预轧坯的转动方向不一致，轧制时辗轧模具的孔型与预轧坯之间产生激烈的摩擦不仅使轧制过程非常不稳定对生产造成影响，而且还容易导致预轧坯温度升高对不锈钢的组织和性能产生影响，如出现组织变异、晶粒粗大等缺陷。

在采用上述方法及直接使用轧环机的主辊和芯辊轧制(如上述方法中的轧环制坯)薄壁的不锈钢高筒环锻件时，由于受轧环机的主辊等部件刚度的影响，加上薄壁高筒环锻件的结构刚度较差和加工余量较小，轧制过程中易导致预轧坯出现塑性失稳而产生轧扁、喇叭口等现象，造成环锻件形状和尺寸达不到设计使用或机加工要求而报废。而且，由于轧制时上、下锥辊及两个抱辊要随预轧坯的径向展宽而外移，增加了设备操作和控制的难度。

辗轧过程中，预轧坯刚开始轧制时由于先向其转动方向一侧的抱辊偏移，再向另一侧的抱辊偏移，使预轧坯在轧制过程中有朝其两侧的抱辊左右摆动的现象，受抱辊扶持产生的反作用力影响，环锻件容易被轧扁而报废。而且由于轧环机的抱辊尺寸是一定的，其高度一般没有环锻件的高度高，因此轧制过程中受抱辊的反作用在环锻件的外周面易出现由于抱辊的“辅轧”而形成台阶痕迹，对环锻件的形状及尺寸精度造成不良影响。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术中存在的缺陷，提供一种耐高温、耐高压性能好，含镍量低的内燃机用耐高温低镍不锈钢环件。

为实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种内燃机用耐高温低镍不锈钢环件，所述不锈钢环件，按质量百分数计，其化学成份包括：碳≤0.015％，氮0.1～0.3％，锰1.7～1.9％，铬18～20％，镍8～10％，硅0.1～0.3％，铜0.1～0.2％，铝1.2～1.8％，钽0.8～2.3％，铌1.1～1.4％，铪1.5～3.2％，钴0.1～0.3％，钨1～3％，钼1～3％，碲0.3～0.6％，镥0.002～0.003％，钪0.001～0.002％，余量为铁和不可去除的杂质。

优选的技术方案是，所述不锈钢为奥氏体不锈钢。

本发明将奥氏体不锈钢中的碳含量设置在0.015％以下，以防止出现晶间腐蚀；同时添加的氮能够与碳协同以弥补因碳含量降低而引起的不锈钢强度不足问题，氮也是奥氏体形成元素，对奥氏体组织的稳定性起到重要作用；氮的加入还能改善奥氏体不锈钢的耐腐蚀性能。

本发明将奥氏体不锈钢中的铬含量设置为略高于18％，在提高奥氏体不锈钢的强度、硬度和耐磨性的同时，避免高铬含量影响奥氏体不锈钢的塑性和韧性。镍作为强奥氏体形成元素，与铬以合理的比例混合后可使奥氏体不锈钢在室温下具有稳定的奥氏体组织。镍还能与铬协同配合，改善奥氏体不锈钢的抗应力耐腐蚀性、高温抗氧化性和强度。

本发明的奥氏体不锈钢中添加有硅，硅能使奥氏体不锈钢对浓硝酸具有一定的耐腐蚀能力。

本发明的奥氏体不锈钢中添加有铝，铝作为一种铁素体形成元素，在适当的添加量下，能促使析出反应发生并形成镍铝析出相，使奥氏体不锈钢强化，进一步提高奥氏体不锈钢的强度。

本发明的奥氏体不锈钢中添加有钼，钼使得奥氏体不锈钢能耐硫酸、磷酸、甲酸、醋酸、尿素等的腐蚀。

本发明的奥氏体不锈钢中添加有铌，铌能与碳优先化合，形成碳化铌，避免了因形成Cr₂₃C₆而造成贫铬区，有效提高奥氏体不锈钢的耐晶间腐蚀能力。

本发明还在奥氏体不锈钢中创造性地添加了钽、铪和钨，其中钽具有极高的抗腐蚀性，无论是在冷还是热条件下，均不会与盐酸、浓硝酸以及王水发生反应；在150℃下，钽也不会被浓硫酸和无机盐所腐蚀；在常温下，碱溶液、氯气、溴水、稀硫酸以及其他许多药剂均不会与钽起作用。钽的加入不仅能有效提高奥氏体不锈钢对各类腐蚀性物质的耐腐蚀作用，使奥氏体不锈钢富有高延展性和韧性，避免产生脆性裂纹；钽还能与碳形成固溶体和碳化物，与铌协同配合进一步提高奥氏体不锈钢的耐晶间腐蚀能力；钽还能与氮形成固溶体和氮化物，进一步提高改善奥氏体不锈钢的耐腐蚀性能和强度。

铪的加入同样能提高奥氏体不锈钢的抗腐蚀性能、硬度、强度和耐高温性能；钨加入后能与碳形成碳化钨，碳化钨能够进一步提高奥氏体不锈钢的硬度、耐磨性和耐高温性能；而钴不仅是奥氏体形成元素，还能与碳化钨协同进一步提高奥氏体不锈钢的强度。

钽与铪、钽与钨或者钽与钨和铪协同均能进一步提高奥氏体不锈钢的强度和耐高温性能。

本发明的奥氏体不锈钢中添加有碲，碲具有良好的传热和导电性能，不仅能够改善奥氏体不锈钢的切削加工性，还能提高奥氏体不锈钢的硬度。

本发明的奥氏体不锈钢中添加有稀土元素镥和钪，金属镥可以改善钢的加工性能，提高强度、韧性、耐腐蚀性和抗氧化性等。金属钪具有良好的耐高温性能，可显著提高奥氏体不锈钢的耐高温耐高压性能。

本发明的另一个发明目的是提供一种辗扎效率高，辗扎质量好成本低的耐高温低镍不锈钢环件的辗扎成型方法。

一种内燃机用耐高温低镍不锈钢环件的辗扎成型方法，包括以下步骤：

S1：预热随动模套到260℃～310℃的温度，并将上述的奥氏体不锈钢环件预轧坯加热到1160℃～1210℃的变形温度；

S2：将所述随动模套和预轧坯装进轧环机，使随动模套套住预轧坯、预轧坯套住芯辊，并且沿主辊和芯辊的中心距方向，随动模套与主辊的外周面之间、随动模套的内环面与预轧坯的外周面之间、以及预轧坯的内环面与芯辊的外周面之间分别相切接触，随动模套被两个抱辊在其外周面扶持，上锥辊和下锥辊沿随动模套和预轧坯的上、下端面夹持随动模套和预轧坯；

S3：启动轧环机使其主辊旋转并驱动随动模套、预轧坯、芯辊和两个抱辊转动，同时由轧环机驱动上锥辊和下锥辊夹持住随动模套和预轧坯一起转动，芯辊沿径向朝主辊方向作进给运动并与主辊一起以180KN～3200KN的轧制力在随动模套内辗轧预轧坯，预轧坯以8mm/s～15mm/s的速度沿径向展宽，壁厚逐渐减小，其变形量达20％～30％后被辗轧成环锻件，辗轧时上、下锥辊及两个抱辊不随预轧坯的径向展宽而外移。

优选的技术方案是，所述随动模套的内环面形状是能够依环锻件的外周面形状来调整的。

优选的技术方案还有，所述述随动模套的最小壁厚按下式进行设计计算：

D₀＝L-D₁-R₁-R₂

式中：D₀为随动模套的最小壁厚；

L为主辊与芯辊的最小中心距；

D₁为环锻件的径向最小壁厚；

R₁为主辊的半径；

R₂为芯辊的半径。

本发明的优点和有益效果在于：

(1)本发明将奥氏体不锈钢中的碳含量设置在0.015％以下，以防止出现晶间腐蚀；同时添加的氮能够与碳协同以弥补因碳含量降低而引起的不锈钢强度不足问题，氮也是奥氏体形成元素，对奥氏体组织的稳定性起到重要作用；氮的加入还能改善奥氏体不锈钢的耐腐蚀性能；

(2)本发明将奥氏体不锈钢中的铬含量设置为略高于18％，在提高奥氏体不锈钢的强度、硬度和耐磨性的同时，避免高铬含量影响奥氏体不锈钢的塑性和韧性；镍作为强奥氏体形成元素，与铬以合理的比例混合后可使奥氏体不锈钢在室温下具有稳定的奥氏体组织；镍还能与铬协同配合，改善奥氏体不锈钢的抗应力耐腐蚀性、高温抗氧化性和强度；

(3)本发明的奥氏体不锈钢中添加有硅，硅能使奥氏体不锈钢对浓硝酸具有一定的耐腐蚀能力；

(4)本发明的奥氏体不锈钢中添加有铝，铝作为一种铁素体形成元素，在适当的添加量下，能促使析出反应发生并形成镍铝析出相，使奥氏体不锈钢强化，进一步提高奥氏体不锈钢的强度；

(5)本发明的奥氏体不锈钢中添加有铌，铌能与碳优先化合，形成碳化铌，避免了因形成Cr₂₃C₆而造成贫铬区，有效提高奥氏体不锈钢的耐晶间腐蚀能力；

(6)本发明还在奥氏体不锈钢中创造性地添加了钽，钽的加入不仅能有效提高奥氏体不锈钢对各类腐蚀性物质的耐腐蚀作用，使奥氏体不锈钢富有高延展性和韧性，避免产生脆性裂纹；钽还能与碳形成固溶体和碳化物，与铌协同配合进一步提高奥氏体不锈钢的耐晶间腐蚀能力；钽还能与氮形成固溶体和氮化物，进一步提高改善奥氏体不锈钢的耐腐蚀性能和强度；

(7)本发明还在奥氏体不锈钢中创造性地添加了铪、钨和钴，铪的加入能提高奥氏体不锈钢的抗腐蚀性能、硬度、强度和耐高温性能；钨加入后能与碳形成碳化钨，碳化钨能够进一步提高奥氏体不锈钢的硬度、耐磨性和耐高温性能；而钴不仅是奥氏体形成元素，还能与碳化钨协同进一步提高奥氏体不锈钢的强度；不仅如此，钽与铪、钽与钨、钽与钨和铪协同均能进一步提高奥氏体不锈钢的强度和耐高温性能。

(8)本发明还在奥氏体不锈钢中创造性地添加了稀土元素镥和钪，金属镥可以改善钢的加工性能，提高强度、韧性、耐腐蚀性和抗氧化性等。金属钪具有良好的耐高温性能，可显著提高奥氏体不锈钢的耐高温耐高压性能

(9)本发明将经预热的随动模套和加热到变形温度的不锈钢预轧坯套装进轧环机定位后，由其芯辊沿径向朝主辊方向作进给运动并与主辊一起在随动模套内辗轧预轧坯使其变形成形，获得了薄壁及组织和性能优良的高筒环锻件。

(10)辗轧过程中，由于随动模套只进行了预热处理，其在轧制过程中几乎是不会变形的。尽管轧制时主辊的转动方向与预轧坯的转动方向不一致，但由于在预轧坯和主辊之间隔了一层随动模套，并且预轧坯在随动模套内与其一起同向转动，克服了预轧坯与随动模套之间由于产生激烈的摩擦使轧制过程不稳定和易导致预轧坯温度升高的现象，从而有利于组织生产和获得优质锻件。

(11)辗轧过程中，由于预轧坯的外周面紧贴在随动模套的内环面上并与其一起同向、同步转动，避免了预轧坯与其转向相反的主辊刚性部件的影响，从而避免其出现塑性失稳而产生轧扁、喇叭口等现象，而且与预轧坯一起同向、同步转动的随动模套还可对预轧坯的外周面进行整圆防止其轧扁和出现喇叭口等现象，可实现精密轧制成形尺寸精度高的环锻件，节省材料。

(12)辗轧过程中，由于预轧坯是套装在随动模套内，是由随动模套的外周面与两个抱辊的外周面直接接触，因此即使产生摆动现象也不会对随动模套内的预轧坯产生太大影响，而且也不会由于抱辊的“辅轧”使环锻件的外周面出现台阶痕迹。

(13)辗轧过程中，由于上、下锥辊及两个抱辊不随预轧坯的径向展宽而外移，降低了对设备的控制和操作难度。

(14)经检测该不锈钢环锻件的尺寸精度，达到了相应尺寸的3‰(千分之三)。

(15)经检测该不锈钢环锻件的室温拉伸性能，其抗拉强度为1050MPa～1060MPa(大于设计使用要求的1026MPa)，伸长率为0.2％时的屈服强度为950MPa～960MPa(大于设计使用要求的841MPa)，断后伸长率为17％～18％(大于设计使用要求的9％)，断面收缩率为71％～73％(大于设计使用要求的40％)，布氏硬度为321HB～325HB(满足设计使用要求的311HB～388HB)。

(16)经检测该不锈钢环锻件的冲击性能，其冲击功为81J～87J(大于使用要求的41J)。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例1

本发明是一种内燃机用耐高温低镍不锈钢环件，所述不锈钢环件，按质量百分数计，其化学成份包括：碳≤0.015％，氮0.1％，锰1.7％，铬18％，镍8％，硅0.1％，铜0.1％，铝1.2～1.8％，钽0.8％，铌1.1％，铪1.5％，钴0.1％，钨1％，钼1％，碲0.3％，镥0.002％，钪0.001％，余量为铁和不可去除的杂质，所述不锈钢为奥氏体不锈钢。

上述内燃机用耐高温低镍不锈钢环件的辗扎成型方法，包括以下步骤：

S1：预热随动模套到260℃的温度，并将上述的奥氏体不锈钢环件预轧坯加热到1160℃的变形温度；

S2：将所述随动模套和预轧坯装进轧环机，使随动模套套住预轧坯、预轧坯套住芯辊，并且沿主辊和芯辊的中心距方向，随动模套与主辊的外周面之间、随动模套的内环面与预轧坯的外周面之间、以及预轧坯的内环面与芯辊的外周面之间分别相切接触，随动模套被两个抱辊在其外周面扶持，上锥辊和下锥辊沿随动模套和预轧坯的上、下端面夹持随动模套和预轧坯；

S3：启动轧环机使其主辊旋转并驱动随动模套、预轧坯、芯辊和两个抱辊转动，同时由轧环机驱动上锥辊和下锥辊夹持住随动模套和预轧坯一起转动，芯辊沿径向朝主辊方向作进给运动并与主辊一起以180KN的轧制力在随动模套内辗轧预轧坯，预轧坯以8mm/s的速度沿径向展宽，壁厚逐渐减小，其变形量达20％后被辗轧成环锻件，辗轧时上、下锥辊及两个抱辊不随预轧坯的径向展宽而外移，所述随动模套的内环面形状是能够依环锻件的外周面形状来调整的，所述述随动模套的最小壁厚按下式进行设计计算：

D₀＝L-D₁-R₁-R₂

式中：D₀为随动模套的最小壁厚；

L为主辊与芯辊的最小中心距；

D₁为环锻件的径向最小壁厚；

R₁为主辊的半径；

R₂为芯辊的半径。

实施例2

本发明是一种内燃机用耐高温低镍不锈钢环件，所述不锈钢环件，按质量百分数计，其化学成份包括：碳≤0.015％，氮0.2％，锰1.8％，铬19％，镍9％，硅0.2％，铜0.15％，铝1.5％，钽1.2％，铌1.25％，铪2.4％，钴0.1～0.3％，钨1～3％，钼1～3％，碲0.3～0.6％，镥0.0025％，钪0.0015％，余量为铁和不可去除的杂质。

上述内燃机用耐高温低镍不锈钢环件的辗扎成型方法，包括以下步骤：

S1：预热随动模套到285℃的温度，并将上述的奥氏体不锈钢环件预轧坯加热到1185℃的变形温度；

S2：将所述随动模套和预轧坯装进轧环机，使随动模套套住预轧坯、预轧坯套住芯辊，并且沿主辊和芯辊的中心距方向，随动模套与主辊的外周面之间、随动模套的内环面与预轧坯的外周面之间、以及预轧坯的内环面与芯辊的外周面之间分别相切接触，随动模套被两个抱辊在其外周面扶持，上锥辊和下锥辊沿随动模套和预轧坯的上、下端面夹持随动模套和预轧坯；

S3：启动轧环机使其主辊旋转并驱动随动模套、预轧坯、芯辊和两个抱辊转动，同时由轧环机驱动上锥辊和下锥辊夹持住随动模套和预轧坯一起转动，芯辊沿径向朝主辊方向作进给运动并与主辊一起以1200KN的轧制力在随动模套内辗轧预轧坯，预轧坯以11mm/s的速度沿径向展宽，壁厚逐渐减小，其变形量达25％后被辗轧成环锻件，辗轧时上、下锥辊及两个抱辊不随预轧坯的径向展宽而外移，所述随动模套的内环面形状是能够依环锻件的外周面形状来调整的，所述述随动模套的最小壁厚按下式进行设计计算：

D₀＝L-D₁-R₁-R₂

式中：D₀为随动模套的最小壁厚；

L为主辊与芯辊的最小中心距；

D₁为环锻件的径向最小壁厚；

R₁为主辊的半径；

R₂为芯辊的半径。

实施例3

本发明是一种内燃机用耐高温低镍不锈钢环件，所述不锈钢环件，按质量百分数计，其化学成份包括：碳≤0.015％，氮0.3％，锰1.9％，铬20％，镍10％，硅0.3％，铜0.2％，铝1.8％，钽2.3％，铌1.4％，铪3.2％，钴0.3％，钨3％，钼3％，碲0.6％，镥0.003％，钪0.002％，余量为铁和不可去除的杂质。

上述内燃机用耐高温低镍不锈钢环件的辗扎成型方法，包括以下步骤：

S1：预热随动模套到310℃的温度，并将上述的奥氏体不锈钢环件预轧坯加热到1210℃的变形温度；

S2：将所述随动模套和预轧坯装进轧环机，使随动模套套住预轧坯、预轧坯套住芯辊，并且沿主辊和芯辊的中心距方向，随动模套与主辊的外周面之间、随动模套的内环面与预轧坯的外周面之间、以及预轧坯的内环面与芯辊的外周面之间分别相切接触，随动模套被两个抱辊在其外周面扶持，上锥辊和下锥辊沿随动模套和预轧坯的上、下端面夹持随动模套和预轧坯；

S3：启动轧环机使其主辊旋转并驱动随动模套、预轧坯、芯辊和两个抱辊转动，同时由轧环机驱动上锥辊和下锥辊夹持住随动模套和预轧坯一起转动，芯辊沿径向朝主辊方向作进给运动并与主辊一起以3200KN的轧制力在随动模套内辗轧预轧坯，预轧坯以15mm/s的速度沿径向展宽，壁厚逐渐减小，其变形量达30％后被辗轧成环锻件，辗轧时上、下锥辊及两个抱辊不随预轧坯的径向展宽而外移，所述随动模套的内环面形状是能够依环锻件的外周面形状来调整的，所述述随动模套的最小壁厚按下式进行设计计算：

D₀＝L-D₁-R₁-R₂

式中：D₀为随动模套的最小壁厚；

L为主辊与芯辊的最小中心距；

D₁为环锻件的径向最小壁厚；

R₁为主辊的半径；

R₂为芯辊的半径。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种内燃机用耐高温低镍不锈钢环件，其特征在于，所述不锈钢环件，按质量百分数计，其化学成份包括：碳≤0.015％，氮0.1～0.3％，锰1.7～1.9％，铬18～20％，镍8～10％，硅0.1～0.3％，铜0.1～0.2％，铝1.2～1.8％，钽0.8～2.3％，铌1.1～1.4％，铪1.5～3.2％，钴0.1～0.3％，钨1～3％，钼1～3％，碲0.3～0.6％，镥0.002～0.003％，钪0.001～0.002％，余量为铁和不可去除的杂质。

2.如权利要求1所述的内燃机用耐高温低镍不锈钢环件，其特征在于，所述不锈钢为奥氏体不锈钢。

3.一种内燃机用耐高温低镍不锈钢环件的辗扎成型方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：预热随动模套到260℃～310℃的温度，并将权利要求书2所述的奥氏体不锈钢环件预轧坯加热到1160℃～1210℃的变形温度；

S2：将所述随动模套和预轧坯装进轧环机，使随动模套套住预轧坯、预轧坯套住芯辊，并且沿主辊和芯辊的中心距方向，随动模套与主辊的外周面之间、随动模套的内环面与预轧坯的外周面之间、以及预轧坯的内环面与芯辊的外周面之间分别相切接触，随动模套被两个抱辊在其外周面扶持，上锥辊和下锥辊沿随动模套和预轧坯的上、下端面夹持随动模套和预轧坯；

S3：启动轧环机使其主辊旋转并驱动随动模套、预轧坯、芯辊和两个抱辊转动，同时由轧环机驱动上锥辊和下锥辊夹持住随动模套和预轧坯一起转动，芯辊沿径向朝主辊方向作进给运动并与主辊一起以180KN～3200KN的轧制力在随动模套内辗轧预轧坯，预轧坯以8mm/s～15mm/s的速度沿径向展宽，壁厚逐渐减小，其变形量达20％～30％后被辗轧成环锻件，辗轧时上、下锥辊及两个抱辊不随预轧坯的径向展宽而外移。

4.如权利要求3所述的内燃机用耐高温低镍不锈钢环件的辗扎成型方法，其特征在于，所述随动模套的内环面形状是能够依环锻件的外周面形状来调整的。

5.如权利要求3所述的内燃机用耐高温低镍不锈钢环件的辗扎成型方法，其特征在于，所述述随动模套的最小壁厚按下式进行设计计算：

D₀＝L-D₁-R₁-R₂

式中：D₀为随动模套的最小壁厚；

L为主辊与芯辊的最小中心距；

D₁为环锻件的径向最小壁厚；

R₁为主辊的半径；

R₂为芯辊的半径。