CN111558680A - 一种大截面f53实心锻件制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种大截面F53实心锻件制造方法，属于锻造技术领域，其技术方案要点是包括以下步骤：S1、下料：准备好冶炼完成F53钢锭作为坯料；S2、锻造加热：将坯料以≤400℃的温度加入锻造加热炉中，坯料升温至650‑750℃保温，之后坯料升温至1200‑1250℃保温；S3、锻造：第一工步：热切坯料得到锻坯；第二工步：对锻坯进行镦粗和拔长，锻坯的锻造比为≥4，锻坯镦粗至高度H1；第三工步：对锻坯进行镦粗和拔长，锻坯镦粗至高度H2；S4、锻后冷却：将S3处理成型后的锻坯放进800‑1000℃炉温的炉子进行等温处理，之后升温至1030‑1080℃，锻坯在1030‑1080℃之间保温，快速冷却至≤100℃，本发明的优点在于得到均匀细小的奥氏体和铁素体双相组织，减少锻件开裂，提高锻件的性能。

Description

一种大截面F53实心锻件制造方法
技术领域
本发明涉及锻造技术领域，特别涉及一种大截面F53实心锻件制造方法。
背景技术
F53属于美标双相钢锻件，F53是一种铁素体—奥氏体(双相)不锈钢，这种不锈钢综合了许多铁素体钢和奥氏体钢最有益的性能，由于该钢种铬和钼的含量都很高，因此具有极好的抗点腐蚀，缝隙腐蚀和均匀腐蚀的能力，双相显微组织保证了该钢具有很高的抗应力腐蚀破裂的能力,而且机械强度也很高。伴随我国航空航天工业的高速发展，对于材料的质量要求也越来越高，F53不锈钢这种性能优异的材料也受到广泛的青睐。
目前F53不锈钢的锻造普遍方法:下料-锻造加热-改锻+成型-锻后冷却-固溶-成品加工。目前在800℃的条件下锻造成型，之后通过空冷的方式冷却，但是处理大截面实心锻件的时候，由于锻件尺寸大，锻件外内存在温度梯度，导致锻件内外组织粗大且不均匀，导致冷却后产品开裂或组织不合格和性能不合格。
发明内容
本发明的目的是提供一种大截面F53实心锻件制造方法，其优点在于通过设计特殊的锻造处理方式，得到均匀细小的奥氏体和铁素体双相组织，减少锻件开裂，提高锻件的性能。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种大截面F53实心锻件制造方法，包括以下步骤：
S1、下料：准备好冶炼完成F53钢锭，F53钢锭切除水口作为坯料；
S2、锻造加热：将坯料以≤400℃的温度加入锻造加热炉中，坯料升温至650-750℃保温，之后坯料升温至1200-1250℃保温；
S3、锻造：第一工步：热切坯料的冒口，得到锻坯；第二工步：对锻坯进行镦粗和拔长，锻坯的锻造比为≥4，锻坯镦粗至高度H1；第三工步：对锻坯进行镦粗和拔长，锻坯镦粗至高度H2，H1∶H2范围是0.80-1.20；
S4、锻后冷却：将S3处理成型后的锻坯放进800-1000℃炉温的炉子进行等温处理，处理时间≥10min，之后升温至1030-1080℃，锻坯在1030-1080℃之间保温，然后锻坯转移至水槽中，快速冷却至≤100℃。
进一步的，在步骤S3的第二工步中，锻坯的变形量≥30％。
进一步的，在步骤S4中，炉子以≥100℃/h升温至1030-1080℃。
进一步的，在步骤S4中，锻坯转移至水槽的件时间≤30s。
进一步的，在步骤S4中，水温控制在≤15℃。
进一步的，在步骤S2中，坯料在650-750℃保温时间为T1，T1＝坯料最大有效截面*0.2-0.8min/mm。
进一步的，在步骤S2中，坯料在1200-1250℃保温时间为T2，T2＝坯料最大有效截面*0.3-0.6min/mm。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1.锻造过程中，采取镦粗拔长的处理方式，控制锻造比≥4，改变铸造态组织为锻态组织，保证坯料变形量≥30％，得到均匀细小的奥氏体和铁素体双相组织，提高坯料塑韧性；
2.控制H1：H2的比值处于0.80-1.20之间，控制奥氏体形态，尽可能得到等轴的奥氏体组织，即奥氏体组织长和宽尽可能相等，有利于提高奥氏体组织均匀性；
3.锻坯放进800-1000℃炉温的炉子等温≥10min，产生均匀分布的析出相，之后锻坯以≥100℃/h升温至1030-1080℃，让析出相处形成新的奥氏体，进一步细化组织；
4.锻坯在之前处理的基础上，锻坯快速转移至水槽中，转移时间≤30s，水温控制在≤15℃，快速冷却至≤100℃，形成无σ相的均匀细小的奥氏体+铁素体的双相组织。
附图说明
图1是大截面F53实心锻件制造方法的步骤示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例：一种大截面F53实心锻件制造方法，如图1所示，包括以下步骤：
S1、下料：将准备好冶炼完成F53钢锭，F53钢锭切除水口作为坯料，水口部分切除3-5％。
S2、锻造加热：将S1中处理完成的坯料以≤400℃的温度加入锻造加热炉中，在炉中将钢锭以≤80℃/h加热速度升温至650-750℃保温T1，T1＝坯料最大有效截面*0.2-0.8min/mm，之后以钢锭以≤200℃/h加热速度升温至1200-1250℃保温T2，T2＝坯料最大有效截面*0.3-0.6min/mm。
S3、锻造：将S2处理完成钢锭用锻造装取料机转运至合适的压机上进行锻造。
第一工步：先热切钢锭冒口，得到锻坯。
第二工步：对锻坯进行镦粗和拔长，锻坯的锻造比为≥4，锻坯镦粗至高度H1，锻坯的变形量≥30％。锻坯得到均匀细小的奥氏体+铁素体组织，提高锻件塑韧性。
第三工步：对锻坯进行镦粗和拔长，锻坯镦粗至高度H2，H1∶H2范围是0.80-1.20。为了控制锻坯的奥氏体形态，尽可能得到等轴的奥氏体组织，即奥氏体组织长和宽尽可能相等。
S4、锻后冷却：将S3处理成型后的锻坯放进800-1000℃炉温的炉子进行等温处理，处理时间≥10min，之后炉子以≥100℃/h升温至1030-1080℃，锻坯在1030-1080℃之间保温一段时间，锻坯组织中的析出相处形成新的奥氏体，进一步细化组织。将锻坯快速地转移至水槽中，转移时间≤30s，水温控制在≤15℃，锻坯快速冷却至≤100℃，锻坯组织中形成无σ相的均匀细小的奥氏体和铁素体的双相组织。
S5、机加工：将S4处理过后的锻坯按照图纸进行相应的机加工得到所需的产品。
S6、检测：按照要求对产品进行尺寸、表面和超声波UT探伤。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (7)

1.一种大截面F53实心锻件制造方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、下料：准备好冶炼完成F53钢锭，F53钢锭切除水口作为坯料；
S2、锻造加热：将坯料以≤400℃的温度加入锻造加热炉中，坯料升温至650-750℃保温，之后坯料升温至1200-1250℃保温；
S3、锻造：第一工步：热切坯料的冒口，得到锻坯；第二工步：对锻坯进行镦粗和拔长，锻坯的锻造比为≥4，锻坯镦粗至高度H1；第三工步：对锻坯进行镦粗和拔长，锻坯镦粗至高度H2，H1∶H2范围是0.80-1.20；
S4、锻后冷却：将S3处理成型后的锻坯放进800-1000℃炉温的炉子进行等温处理，处理时间≥10min，之后升温至1030-1080℃，锻坯在1030-1080℃之间保温，然后锻坯转移至水槽中，快速冷却至≤100℃。
2.根据权利要求1所述的一种大截面F53实心锻件制造方法，其特征在于：在步骤S3的第二工步中，锻坯的变形量≥30％。
3.根据权利要求1所述的一种大截面F53实心锻件制造方法，其特征在于：在步骤S4中，炉子以≥100℃/h升温至1030-1080℃。
4.根据权利要求1所述的一种大截面F53实心锻件制造方法，其特征在于：在步骤S4中，锻坯转移至水槽的件时间≤30s。
5.根据权利要求1所述的一种大截面F53实心锻件制造方法，其特征在于：在步骤S4中，水温控制在≤15℃。
6.根据权利要求1所述的一种大截面F53实心锻件制造方法，其特征在于：在步骤S2中，坯料在650-750℃保温时间为T1，T1＝坯料最大有效截面*0.2-0.8min/mm。
7.根据权利要求1所述的一种大截面F53实心锻件制造方法，其特征在于：在步骤S2中，坯料在1200-1250℃保温时间为T2，T2＝坯料最大有效截面*0.3-0.6min/mm。
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