CN111014544A - 一种双相不锈钢2205锻造工艺 - Google Patents

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冯磊
汪森林
陶科华
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Abstract

本发明公开了一种双相不锈钢2205锻造工艺，用于锻造方头法兰轴舵杆，使用镇静钢锭，包括如下步骤：第一次锻造分段加热；锻比锻造；锻比锻造结束后进行空冷至常温，除去表面裂纹；第二次锻造分段加热；成型锻造；固溶热处理；对成品雏形车加工至要求尺寸并进行最终检验。整个锻造工艺，过程简单，通过控制锻造温度和锻机压下量，使双相不锈钢在高温下及时释放应力，每次锻造结束后进行空冷，有效减少了裂纹的产生，经过固溶热处理，使得锻件的硬度低、不易开裂。

Description

一种双相不锈钢2205锻造工艺
技术领域
本发明涉及双相不锈钢的加工技术领域，具体涉及一种双相不锈钢2205锻造工艺，用于锻造方头法兰轴舵杆。
背景技术
舵杆是舵叶转动的轴，并用以承受和传递转舵扭矩和作用在舵叶上的水动力、重力。舵杆一般为锻造件，其下部与舵叶连接，上部与转舵装置相连。
传统舵杆材料一般选用35#、45#、42CrMo锻造，且轴和法兰头分开锻造，最后组装拼接焊接；由于选用材料不耐腐蚀，需要要在表面镀一层保护材料，长时间使用会造成磨损，需要定时对其检修，维修成本较高，维修时间较长，不控因素较多；由于轴和法兰头拼焊，对其拼焊技术极高，焊接处的力学性能往往很难到达轴和法兰本体的力学性能，长时间的使用可能会开裂，需要定期进行检修，维修成本较高，维修时间较长，不控因素较多。而双相不锈钢与普通的奥氏体不锈钢相比，其强度高、耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀性能高，具有优良的耐孔蚀性能，其主要特点是屈服强度可达400-550MPa，是普通不锈钢的2倍，用双相不锈钢制造储罐或压力容器的壁厚要比常用的奥氏体减少30-50％，有利于降低成本，为此人们有意识的选用双相不锈钢来进行轴舵杆的锻造，但是由于双相不锈钢可锻性差，锻造时极容易开裂，传统的锻造工艺成功率低。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种双相不锈钢2205锻造工艺，用于锻造方头法兰轴舵杆，该工艺过程简单，有效解决了双相不锈钢锻造性差，锻造时易开裂的问题，确保轴舵杆一体成型，强度高、耐腐蚀性好。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种双相不锈钢2205锻造工艺，用于锻造方头法兰轴舵杆，使用镇静钢锭，包括如下步骤：
步骤1)第一次锻造分段加热：将钢锭装炉，炉温不小于300℃，从当前温度升温至800±10℃，保温2-3h后，加热至1180±10℃，保温5-6h；
步骤2)锻比锻造：对经步骤1)处理后的钢锭进行三墩三拔，处理结束后的锻比要求不小于5:1；
步骤3)锻比锻造结束后进行空冷至常温，除去表面裂纹；
步骤4)第二次锻造分段加热：操作过程同步骤1)；
步骤5)成型锻造：按照成品形状进行锻造得到成品雏形，锻造过程中，每隔30min锻造一次，每次锻造时锻机下压速度为10mm/s，锻造成型后进行空冷至常温，粗车表面裂纹，对其表面裂纹进行气刨割10±1mm，对其进行无损探伤；
步骤6)固溶热处理：将经步骤5)处理后的成品雏形装炉，炉温不小于300℃，从当前温度升温至860±10℃，保温2-3h后，加热至1070±10℃，保温5-6h，而后进行油冷；
步骤7)对经步骤6)处理后的成品雏形车加工至要求尺寸并进行最终检验。
具体的一种实施方式，步骤1)中，从800±10℃温升至1180±10℃的过程中，温升速度为70-80℃/h。
具体的一种实施方式，步骤6)中，从860±10℃温升至1070±10℃的过程中，温升速度为70-80℃/h。
优选地，步骤5)中，成型锻造过程中，每次锻造的始锻温度保持在1180±10℃，终锻温度不低于900℃。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明的双相不锈钢2205锻造工艺，其通过对钢锭进行两次锻造分段加热、锻比锻造及成型锻造、固溶热处理，在锻造时控制锻机压下量，使双相不锈钢的在高温下及时释放应力，每次锻造结束后进行空冷，与水冷相比，锻件表面不易产生裂纹，于双相不锈钢锻后表面温度不高，表面已经有脆性析出相析出，回炉加热使晶粒在不长大的情况下，使析出相重新固溶，使得在此情况下固溶的锻坯硬度低，不易开裂。
附图说明
图1为本发明所述的双相不锈钢2205锻造工艺过程中第一次锻造分段加热与第二次锻造分段加热的工艺曲线图；
图2为本发明所述的双相不锈钢2205锻造工艺过程中固溶热处理的工艺曲线图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例来对本发明的技术方案作进一步的阐述。
一种双相不锈钢2205锻造工艺，用于锻造方头法兰轴舵杆，使用镇静钢锭，包括如下步骤：
步骤1)第一次锻造分段加热：将钢锭装炉，炉温不小于300℃，从当前温度升温至800±10℃，保温2-3h后，加热至1180±10℃，保温5-6h，从800±10℃温升至1180±10℃的过程中，温升速度为70-80℃/h；
步骤2)锻比锻造：对经步骤1)处理后的钢锭进行三墩三拔，处理结束后的锻比要求不小于5:1；
步骤3)锻比锻造结束后进行空冷至常温，除去表面裂纹；
步骤4)第二次锻造分段加热：操作过程同步骤1)；
步骤5)成型锻造：按照成品形状进行锻造得到成品雏形，锻造成型后进行空冷至常温，粗车表面裂纹，对其表面裂纹进行气刨割10±1mm，对其进行无损探伤；
步骤6)固溶热处理：将经步骤5)处理后的成品雏形装炉，炉温不小于300℃，从当前温度升温至860±10℃，保温2-3h后，加热至1070±10℃，保温5-6h，从860±10℃温升至1070±10℃的过程中，温升速度为70-80℃/h，而后进行油冷；
步骤7)对经步骤6)处理后的成品雏形车加工至要求尺寸并进行最终检验。
这里，在步骤5)中，成型锻造过程中，每隔30min锻造一次，每次锻造时锻机下压速度为10mm/s，每次锻造的始锻温度保持在1180±10℃，终锻温度不低于900℃。
利用本发明所述锻造工艺生产的方头法兰轴舵杆的力学性能如下表1所示：
Figure BDA0002323698210000031
取样方向中T为宽度方向(即变形量最小的方向)，L为轧制方向(即变形量最大的方向)，冲击功中110J,140J,122J为T方向上的三次冲击试验数据；104J,128J,231为L方向上的三次冲击试验数据。
从表1中，我们可以看出，由上述工艺制得的方头法兰轴舵杆的屈服强度较标准值有了很大提升，抗拉强度好，延伸率、断面收缩率好，耐冲击性能好。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种双相不锈钢2205锻造工艺，用于锻造方头法兰轴舵杆，使用镇静钢锭，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1）第一次锻造分段加热：将钢锭装炉，炉温不小于300℃，从当前温度升温至800±10℃，保温2-3h后，加热至1180±10℃，保温 5-6h；
步骤2）锻比锻造：对经步骤1）处理后的钢锭进行三墩三拔，处理结束后的锻比要求不小于5:1；
步骤3）锻比锻造结束后进行空冷至常温，除去表面裂纹；
步骤4）第二次锻造分段加热：操作过程同步骤1）；
步骤5）成型锻造：按照成品形状进行锻造得到成品雏形，锻造过程中，每隔30min锻造一次，每次锻造时锻机下压速度为10mm/s，锻造成型后进行空冷至常温，粗车表面裂纹，对其表面裂纹进行气刨割10±1mm，对其进行无损探伤；
步骤6）固溶热处理：将经步骤5）处理后的成品雏形装炉，炉温不小于300℃，从当前温度升温至860±10℃，保温2-3h后，加热至1070±10℃，保温5-6h，而后进行油冷；
步骤7）对经步骤6）处理后的成品雏形车加工至要求尺寸并进行最终检验。
2.根据权利要求1所述的双相不锈钢2205锻造工艺，其特征在于，步骤1）中，从800±10℃温升至1180±10℃的过程中，温升速度为70-80℃/h。
3.根据权利要求1所述的双相不锈钢2205锻造工艺，其特征在于，步骤6）中，从860±10℃温升至1070±10℃的过程中，温升速度为70-80℃/h。
4.根据权利要求1所述的双相不锈钢2205锻造工艺，其特征在于，步骤5）中，成型锻造过程中，每次锻造的始锻温度保持在1180±10℃，终锻温度不低于900℃。
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