CN111411201A - 一种细化fb2转子钢晶粒的热处理工艺 - Google Patents
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Abstract
一种细化FB2转子钢晶粒的热处理工艺,涉及一种钢热处理工艺。目的是解决现有方法处理得到的FB2转子钢存在粗晶的问题。方法:在700‑770℃下保温(0.4‑0.6)h/25mm,然后依次经淬火、第1次回火和第2次回火。本发明在700‑770℃温度范围内长期保温,将发生珠光体转变,形成与原奥氏体截然不同的固体新相,新相包括铁素体、以及铁素体和细小的M23(C,B)6碳硼化物构成的共析组织,打破了原有的奥氏体晶界,进而消除组织遗传性,使FB2转子钢锻件的晶粒得到细化。本发明适用于FB2转子钢的热处理。
Description
技术领域
本发明涉及一种钢热处理工艺。
背景技术
FB2转子钢是一种620℃等级转子钢,已经广泛用于国内外600℃等级及以上超超临界汽轮机机组。FB2转子钢具有优异的蠕变持久强度,在620℃以及10万小时持续时间下的持久强度超过100MPa。优异的蠕变持久强度主要由于钢中添加了100ppm左右B元素。B元素进入钢的主要强化相M23C6型碳化物中,形成M23(C,B)6型碳硼化物,进而抑制强化相碳化物的聚集长大,提高了碳化物的稳定性,显著提高钢的蠕变持久性能。然后,M23(C,B)6型碳硼化物主要存在于原奥氏体晶界处,而原奥氏体晶粒是锻造过程形成的,且晶粒粗大,具有很强的遗传性,很难通过常规的热处理方式消除。因此, FB2钢转子锻件普遍存在粗晶问题,降低了锻件的冲击性能。
发明内容
本发明为了解决现有方法处理得到的FB2转子钢存在粗晶的问题,提出一种细化FB2 转子钢晶粒的热处理工艺。
本发明细化FB2转子钢晶粒的热处理工艺按照以下步骤进行:
一、预备热处理:在700-770℃下保温(0.4-0.6)h/25mm;
二、淬火:在1090-1110℃下保温(0.9-1.1)h/25mm,冷却方式为油冷;
三、第1次回火:在560-580℃下保温(0.9-1.1)h/25mm,冷却方式为空冷;
四、第2次回火:在670-690℃下保温(0.9-1.1)h/25mm,冷却方式为空冷。
本发明原理及有益效果为:
本发明通过改变预备热处理方式,在700-770℃温度范围内长期保温,将发生珠光体转变,形成与原奥氏体截然不同的固体新相,新相包括铁素体、以及铁素体和细小的 M23(C,B)6碳硼化物构成的共析组织,打破了原有的奥氏体晶界,进而消除组织遗传性,使FB2转子钢锻件的晶粒得到细化,解决了钢的粗晶问题,进而提高锻件的性能。本发明方法处理后的FB2转子钢的性能指标为:晶粒度平均不粗于2级;冲击功Akv≥20J;韧脆转变温度FATT50≤80℃。
附图说明
图1为对比例1处理后FB2转子钢在100倍金相显微镜下的组织形貌图;
图2为实施例1处理后FB2转子钢在100倍金相显微镜下的组织形貌图;
图3为对比例2处理后FB2转子钢在100倍金相显微镜下的组织形貌图;
图4为实施例2处理后FB2转子钢在100倍金相显微镜下的组织形貌图。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式,还包括各具体实施方式间的任意合理组合。
具体实施方式一:本实施方式细化FB2转子钢晶粒的热处理工艺按照以下步骤进行:
一、预备热处理:在700-770℃下保温(0.4-0.6)h/25mm;
二、淬火:在1090-1110℃下保温(0.9-1.1)h/25mm,冷却方式为油冷;
三、第1次回火:在560-580℃下保温(0.9-1.1)h/25mm,冷却方式为空冷;
四、第2次回火:在670-690℃下保温(0.9-1.1)h/25mm,冷却方式为空冷。
本实施方式通过改变预备热处理方式,在700-770℃温度范围内长期保温,将发生珠光体转变,形成与原奥氏体截然不同的固体新相,新相包括铁素体、以及铁素体和细小的M23(C,B)6碳硼化物构成的共析组织,打破了原有的奥氏体晶界,进而消除组织遗传性,使FB2转子钢锻件的晶粒得到细化,解决了钢的粗晶问题,进而提高锻件的性能。本实施方式方法处理后的FB2转子钢的性能指标为:晶粒度平均不粗于2级;冲击功Akv≥ 20J;韧脆转变温度FATT50≤80℃。
具体实施方式二:本实施方式与具体实施方式一不同的是:步骤一在740℃下保温0.5h/25mm。其他步骤和参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式三:本实施方式与具体实施方式一或二不同的是:步骤二在1110℃下保温1h/25mm,冷却方式为油冷。其他步骤和参数与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四:本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是:步骤三在570℃下保温1h/25mm,冷却方式为空冷。其他步骤和参数与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五:本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是:步骤四在680℃下保温1h/25mm,冷却方式为空冷。其他步骤和参数与具体实施方式一至四之一相同。
实施例1:
本实施例细化FB2转子钢晶粒的热处理工艺按照以下步骤进行:
一、预备热处理:在710℃下保温0.5h/25mm;0.5h/25mm是指按截面计算,每25mm保温0.5h;
二、淬火:步骤一预热后在1100℃下保温1h/25mm,油冷至90℃以下;
三、第1次回火:在570℃下保温1h/25mm,空冷至90℃以下;
四、第2次回火:在680℃下保温1h/25mm,空冷至90℃以下。
对比例1:本对比例细化FB2转子钢晶粒的热处理工艺按照以下步骤进行:
一、预备热处理:在1070℃保温,保温1h/25mm,空冷至室温
二、淬火:在1100℃下保温1h/25mm,油冷至90℃以下;
三、第1次回火:在570℃下保温1h/25mm,空冷至90℃以下;
四、第2次回火:在680℃下保温1h/25mm,空冷至90℃以下。
实施例1和对比例1中温度允许误差为±10℃;
图1为对比例1处理后FB2转子钢在100倍金相显微镜下的组织形貌图;图2为实施例1处理后FB2转子钢在100倍金相显微镜下的组织形貌图;由图1和图2可知,对比例1处理后FB2转子钢的晶粒度等级为00级,实施例1处理后FB2转子钢的晶粒度等级为2级;说明实施例1方法能够使FB2转子钢锻件的晶粒得到细化,解决了钢的粗晶问题。
对比例1中FB2转子钢的冲击功Akv为11J,韧脆转变温度FATT50为95℃,实施例1处理后FB2转子钢的冲击功Akv为30J,韧脆转变温度FATT50为45℃。
实施例2:
本实施例细化FB2转子钢晶粒的热处理工艺按照以下步骤进行:
一、预备热处理:在740℃下保温0.5h/25mm;
二、淬火:步骤一预热后至在1100℃下保温1h/25mm,油冷至90℃以下;
三、第1次回火:在570℃下保温1h/25mm,空冷至90℃以下;
四、第2次回火:在680℃下保温1h/25mm,空冷至90℃以下。
对比例2:本对比例细化FB2转子钢晶粒的热处理工艺按照以下步骤进行:
一、预备热处理:在1080℃保温,保温1h/25mm,空冷至室温
二、淬火:在1100℃下保温1h/25mm,油冷至90℃以下;
三、第1次回火:在570℃下保温1h/25mm,空冷至90℃以下;
四、第2次回火:在680℃下保温1h/25mm,空冷至90℃以下。
实施例2和对比例2中温度允许误差为±10℃;
图3为对比例2处理后FB2转子钢在100倍金相显微镜下的组织形貌图;图4为实施例2处理后FB2转子钢在100倍金相显微镜下的组织形貌图。由图3和图4可知,对比例2处理后FB2转子钢的晶粒度等级为00级,实施例2处理后FB2转子钢的晶粒度等级为2级;说明实施例2方法能够使FB2转子钢锻件的晶粒得到细化,解决了钢的粗晶问题。对比例2中FB2转子钢的冲击功Akv为10J,韧脆转变温度FATT50为100℃,实施例2处理后FB2转子钢的冲击功Akv为25J,韧脆转变温度FATT50为50℃。
Claims (5)
1.一种细化FB2转子钢晶粒的热处理工艺,其特征在于:细化FB2转子钢晶粒的热处理工艺按照以下步骤进行:
一、预备热处理:在700-770℃下保温(0.4-0.6)h/25mm;
二、淬火:在1090-1110℃下保温(0.9-1.1)h/25mm,冷却方式为油冷;
三、第1次回火:在560-580℃下保温(0.9-1.1)h/25mm,冷却方式为空冷;
四、第2次回火:在670-690℃下保温(0.9-1.1)h/25mm,冷却方式为空冷。
2.根据权利要求1所述的细化FB2转子钢晶粒的热处理工艺,其特征在于:步骤一在740℃下保温0.5h/25mm。
3.根据权利要求1所述的细化FB2转子钢晶粒的热处理工艺,其特征在于:步骤二在1110℃下保温1h/25mm,冷却方式为油冷。
4.根据权利要求1所述的细化FB2转子钢晶粒的热处理工艺,其特征在于:步骤三在570℃下保温1h/25mm,冷却方式为空冷。
5.根据权利要求1所述的细化FB2转子钢晶粒的热处理工艺,其特征在于:步骤四在680℃下保温1h/25mm,冷却方式为空冷。
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