CN111074048A - 一种17-4ph材耐高温高压锻件的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种17‑4PH材耐高温高压锻件的制造方法，包括冶炼、锻造、热处理和两次沉淀硬化处理。本发明的有益效果是通过对锻造技术控制和热处理工艺优化设计，得到的叶轮锻件夹杂物指标小于2级，直径420mm厚度250mm的锻件本体取样在芯部测试，韧性指标延伸率，收缩率以及冲击值要求都低于规定值；最终加工的叶轮叶片厚度为5mm左右厚度，去除了足够的内应力，材料成分足够纯净，满足最终的探伤和检验要求；降低了生产成本。

Description

一种17-4PH材耐高温高压锻件的制造方法
技术领域
本发明属于氢能源设备技术领域，尤其涉及一种17-4PH材耐高温高压锻件的制造方法。
背景技术
近年来，氢能源产业热度持续高涨。加氢站作为氢能产业的重要组成部分，以及氢能燃料电池汽车等氢能利用技术推广应用的必备基础设施，其开发建设越来越受到国家和地方政府的重视。加氢站的主要设备包括储氢装置、加氢压缩机设备、加注设备、站控系统等，其中加氢压缩机属于核心技术占总成本约 30％-40％。而加氢压缩机中，锻造叶轮、气盘属于核心部件。17-4PH属于马氏体沉淀硬化不锈钢，其优秀的机械强度使其在高温耐腐环境下有足够的发挥空间，应用于制造耐蚀性高、强度高的零部件，如轴承类、汽轮机零件、压缩机零件等领域。加氢压缩机叶轮锻件的机械性能技术指标要求夹杂物指标小于2级，直径420mm、厚度250mm的锻件本体取样在芯部测试，韧性指标延伸率，收缩率以及冲击值要求都低于规定值。产品最终加工后，叶轮叶片厚度为5mm左右厚度，要去除足够的内应力以及材料成分足够纯净，才能够满足最终的探伤和检验要求。现有技术中，为满足上述严苛的设计要求，普遍采用17-4PH材料，冶炼采用电炉加电渣重熔冶炼方式，对纯净度要求更高的材料需要二次重复电渣重熔。缺点是该工艺技术导致国内原材料的成本高于国际水平，难以掌控化学成分狭窄的调控空间。例如，二次电渣元素的烧损容易使得某些元素靠近下限甚至超出，并且也无法100％保证材料的最终性能满足设计要求。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种17-4PH材耐高温高压锻件的制造方法，通过对工艺路线的调整，使由该方法制得的叶轮、气盘具有耐高温高压的特性，满足加氢压缩机的技术要求，降低加工成本。
为实现上述目的，本发明采用如下方案：
一种17-4PH材耐高温高压锻件的制造方法，其特点是包括如下工艺步骤：
A.冶炼，将17-4PH材按重量组份采用电炉+AOD炉+氩气保护浇铸，防止浇铸过程中形成氧化物超标；
B.锻造，横向锻造比×拔长比＝总锻造比，总锻造比＞6，其中横向锻造比≥2；
C.热处理，采用固溶退火，固溶温度为1040℃±10℃；
D.两次沉淀硬化处理，沉淀硬化温度为613-629℃，保温4小时，第一次沉淀硬化后空冷，冷却到32℃以下进行第二次沉淀硬化处理。
在本发明一个具体的实施例中，所述热处理步骤中工件固溶退火之后进行水冷，必须水冷至32℃以下；所述工件的壁厚大于200mm时采用水冷步骤。
在本发明一个具体的实施例中，所述17-4PH材按重量组份包括：C： 0.00-0.07％，Si：0.00-0.70％,Mn：0.00-1.50％,P：0.000-0.040％,S： 0.000-0.030％,Cr：15-17％,Ni：3.00-5.00％,Mo：0.00-0.60％,Cu：3.0-5.0％， Nb：≤0.045％,其余为Fe；
在本发明一个具体的实施例中，所述17-4PH材按重量组份包括：C： 0.03-0.05％，Si：0.40-0.60％,Mn：0.60-0.90％,P：0.02-0.040％,S： 0.001-0.010％,Cr：15-16.5％,Ni：4.00-4.50％,Mo：0.05-0.30％,Cu：3.05-4.5.0％， Nb：≤0.045％,其余为Fe。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过对锻造技术控制和热处理工艺优化设计，得到的叶轮锻件夹杂物指标小于2级，直径420mm厚度250mm的锻件本体取样在芯部测试，韧性指标延伸率，收缩率以及冲击值要求都低于规定值；最终加工的叶轮叶片厚度为5mm左右厚度，去除了足够的内应力，材料成分足够纯净，满足最终的探伤和检验要求；降低了生产成本。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例
一种17-4PH材耐高温高压锻件的制造方法，其特点是包括如下工艺步骤：
A.冶炼，17-4PH材按重量组份包括：C：0.03-0.05％，Si：0.40-0.60％,Mn： 0.60-0.90％,P：0.02-0.040％,S：0.001-0.010％,Cr：15-16.5％,Ni： 4.00-4.50％,Mo：0.05-0.30％,Cu：3.05-4.5.0％，Nb：≤0.045％,其余为Fe；采用电炉+AOD炉+氩气保护浇铸，防止浇铸过程中形成氧化物超标；
B.锻造，横向锻造比×拔长比＝总锻造比，总锻造比＞6，其中横向锻造比≥2；
C.热处理，采用固溶退火，固溶温度为1040℃±10℃；
D.两次沉淀硬化处理，沉淀硬化温度为613-629℃，保温4小时，第一次沉淀硬化后空冷，冷却到32℃以下进行第二次沉淀硬化处理。
实施例2
与实施例1的不同之处在于，17-4PH材按重量组份包括：C：0.00-0.07％， Si：0.00-0.70％,Mn：0.00-1.50％,P：0.000-0.040％,S：0.000-0.030％,Cr：15-17％,Ni：3.00-5.00％,Mo：0.00-0.60％,Cu：3.0-5.0％，Nb：≤0.045％,其余为Fe；
实施例3
与实施例或2的不同之处在于，工件的壁厚大于200mm时，待完成固溶退火之后进行水冷，必须水冷至32℃以下。
将实施例1得到的工件进行机械性能测试，测试结果如下表所示：
Figure BDA0002350080470000031
测试结果表明，本发明提供的17-4PH材耐高温高压锻件的制造方法满足加氢压缩机叶片及气盘的技术要求。
上述的实施例仅例示性说明本发明创造的原理及其功效，以及部分运用的实施例，而非用于限制本发明；应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种17-4PH材耐高温高压锻件的制造方法，其特征在于包括如下工艺步骤：
A.冶炼，将17-4PH材按重量组份采用电炉+AOD炉+氩气保护浇铸，防止浇铸过程中形成氧化物超标；
B.锻造，横向锻造比×拔长比＝总锻造比，总锻造比＞6，其中横向锻造比≥2
C.热处理，采用固溶退火，固溶温度为1040℃±10℃；
D.两次沉淀硬化处理，沉淀硬化温度为613-629℃，保温4小时，第一次沉淀硬化后空冷，冷却到32℃以下进行第二次沉淀硬化处理。
2.根据权利要求1所述一种17-4PH材耐高温高压锻件的制造方法，其特征在于：所述热处理步骤中工件固溶退火之后进行水冷，必须水冷至32℃以下。
3.根据权利要求2所述一种17-4PH材耐高温高压锻件的制造方法，其特征在于：所述工件的壁厚大于200mm时采用水冷步骤。
4.根据权利要求1或3任一项所述一种17-4PH材耐高温高压锻件的制造方法，其特征在于：所述17-4PH材按重量组份包括：C：0.00-0.07％，Si：0.00-0.70％,Mn：0.00-1.50％,P：0.000-0.040％,S：0.000-0.030％,Cr：15-17％,Ni：3.00-5.00％,Mo：0.00-0.60％,Cu：3.0-5.0％，Nb：≤0.045％,其余为Fe。
5.根据权利要求1或3任一项所述一种17-4PH材耐高温高压锻件的制造方法，其特征在于：所述17-4PH材按重量组份包括：C：0.03-0.05％，Si：0.40-0.60％,Mn：0.60-0.90％,P：0.02-0.040％,S：0.001-0.010％,Cr：15-16.5％,Ni：4.00-4.50％,Mo：0.05-0.30％,Cu：3.05-4.5.0％，Nb：≤0.045％,其余为Fe。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111471940A (zh) * 2020-04-29 2020-07-31 钢铁研究总院 一种高强度不锈钢转子及其制备方法
CN111730014A (zh) * 2020-06-24 2020-10-02 江阴振宏重型锻造有限公司 一种减少17-4ph锻件表面开裂的方法
CN113528965A (zh) * 2021-07-19 2021-10-22 苏州雷格姆海洋石油设备科技有限公司 加氢站加氢站特大型压缩机用高强度耐腐叶轮17-4ph锻件的生产工艺

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000319724A (ja) * 1999-05-10 2000-11-21 Fuji Heavy Ind Ltd 析出硬化型ステンレス鋼の熱処理方法
CN101704169A (zh) * 2009-11-23 2010-05-12 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院 时效马氏体不锈钢气体保护焊用焊丝
KR20110045184A (ko) * 2009-10-26 2011-05-04 금오공과대학교 산학협력단 17-4ｐｈ 스테인레스강의 열처리방법
CN105648175A (zh) * 2015-12-31 2016-06-08 无锡透平叶片有限公司 一种提高0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢材料一次合格率的热处理方法及其用途
CN108611569A (zh) * 2018-08-01 2018-10-02 浙江大隆合金钢有限公司 520b沉淀硬化不锈钢钢锭及其生产方法
CN110358983A (zh) * 2019-07-04 2019-10-22 中国科学院金属研究所 一种沉淀硬化马氏体不锈钢及其制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000319724A (ja) * 1999-05-10 2000-11-21 Fuji Heavy Ind Ltd 析出硬化型ステンレス鋼の熱処理方法
KR20110045184A (ko) * 2009-10-26 2011-05-04 금오공과대학교 산학협력단 17-4ｐｈ 스테인레스강의 열처리방법
CN101704169A (zh) * 2009-11-23 2010-05-12 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院 时效马氏体不锈钢气体保护焊用焊丝
CN105648175A (zh) * 2015-12-31 2016-06-08 无锡透平叶片有限公司 一种提高0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢材料一次合格率的热处理方法及其用途
CN108611569A (zh) * 2018-08-01 2018-10-02 浙江大隆合金钢有限公司 520b沉淀硬化不锈钢钢锭及其生产方法
CN110358983A (zh) * 2019-07-04 2019-10-22 中国科学院金属研究所 一种沉淀硬化马氏体不锈钢及其制备方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111471940A (zh) * 2020-04-29 2020-07-31 钢铁研究总院 一种高强度不锈钢转子及其制备方法
CN111471940B (zh) * 2020-04-29 2021-09-10 钢铁研究总院 一种高强度不锈钢转子及其制备方法
CN111730014A (zh) * 2020-06-24 2020-10-02 江阴振宏重型锻造有限公司 一种减少17-4ph锻件表面开裂的方法
CN111730014B (zh) * 2020-06-24 2022-03-01 江阴振宏重型锻造有限公司 一种减少17-4ph锻件表面开裂的方法
CN113528965A (zh) * 2021-07-19 2021-10-22 苏州雷格姆海洋石油设备科技有限公司 加氢站加氢站特大型压缩机用高强度耐腐叶轮17-4ph锻件的生产工艺

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