CN113969337B - 一种减少50Mn18Cr5护环锻件裂纹的工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种减少50Mn18Cr5护环锻件裂纹的工艺，包括以下步骤：锻件于中频炉中冶炼并真空脱气处理；固溶热处理与水冷；重结晶退火处理；加工锻造；淬火和高温回火进行调质；低温回火。本发明通过真空脱气处理降低氧含量，减少下注法中钢锭皮下气泡的产生，并将常规工艺生产中锻造前的正火工艺替换为重结晶退火工艺，改善锻件组织状态，避免因锻件快速冷却引起的混晶组织现象，提升了锻件的力学性能，同时在高温回火后增加一次低温回火处理，进一步消减组织内部的应力，锻合下注法过程中钢锭皮下夹杂物和气泡等缺陷，抑制其发展成裂纹，提高了锻件产品合格率和工艺质量。

Description

一种减少50Mn18Cr5护环锻件裂纹的工艺
技术领域
本发明涉及一种减少50Mn18Cr5护环锻件裂纹的工艺，属于工件锻造技术领域。
背景技术
50Mn18Cr5锰铬系无磁性奥氏体护环钢，在50Mn18Cr4的基础上加氮得到，固溶热处理是将合金加热至高温单相区恒温保持，是一种或几种相溶入固溶体中，快速冷却以得到过饱和固溶体的工艺。
50Mn18Cr5在经过固溶处理后，进行热变形强化或冷变形强化来满足不同类别的强度要求，用于汽轮发电机无磁性护环锻件及其他要求无磁性的零部件。
炼钢下注方法可以同时浇注若干支钢锭，浇注时模内钢水上升平稳，飞溅少，不易产生结疤等缺陷，钢锭表面质量好，然而由于钢水流经中注管、流钢砖时对耐火材料的浸蚀作用或浇注系统潮湿或保护渣潮湿，可能使钢中有大量夹杂物、气体，造成钢锭皮下夹杂物、气泡等缺陷，未露出表面的深层皮下气泡难以修整去除，危害很大。
护环锻件在冷扩后皮下缺陷容易发展成为裂纹缺陷，且缺陷常伴有严重的混晶现象，混晶组织对材料的力学性能，特别是低温冲击韧性危害极大，影响了产品的工艺质量。
因此需要一种减少50Mn18Cr5护环锻件裂纹的工艺。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种减少50Mn18Cr5护环锻件裂纹的工艺，其具体技术方案如下：包括以下步骤：
步骤1：将锻件于中频炉中进行冶炼，对钢水进行真空脱气处理；
步骤2：固溶热处理：将锻件加热到1080℃，保温2.5h，水冷法冷却；
步骤3：重结晶退火处理：将锻件加热到820℃并保温8h，采用炉冷将锻件缓慢冷却；
步骤4：锻造过程：将锻件加热到900℃，保温4h，再升温至1180℃，保温4-10h，并开始锻造，完成后对锻件进行风冷。
步骤5：调质处理工艺：
步骤5.1：淬火：将锻件加热到820℃，保温1h，再升温至900℃，保温2h，进行油冷冷却至180℃；
步骤5.2：高温回火：将锻件加热到680℃，保温6h，进行水冷冷却；
步骤6：低温回火处理：将锻件加热到220℃，保温2h，空气冷却。
进一步的，所述锻造过程的锻造比为5.5:1。
进一步的，所述锻造过程始锻温度为1180℃，终锻温度为850℃，分4个火次进行。
进一步的，所述调质处理工艺加热速率为150℃/h，淬火入炉温度为500-550℃。
本发明的有益效果是：本发明通过真空脱气处理降低氧含量，减少下注法中钢锭皮下气泡的产生，并将常规工艺生产中锻造前的正火工艺替换为重结晶退火工艺，改善锻件组织状态，避免因锻件快速冷却引起的混晶组织现象，提升了锻件的力学性能，同时在高温回火后增加一次低温回火处理，进一步消减组织内部的应力，锻合下注法过程中钢锭皮下夹杂物和气泡等缺陷，抑制其发展成裂纹，提高了锻件产品合格率和工艺质量。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图，
图2是护环锻件裂纹缺陷低倍照片，
图3是护环锻件裂纹缺陷扫描电镜照片，
图4是固溶热处理曲线图，
图5是锻造过程加热工艺曲线图，
图6是本发明加工的护环锻件产品图。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。
对产生裂纹的50Mn18Cr5护环锻件进行探伤检验分析。
如图2所示的护环锻件内侧表面存在裂纹缺陷，对裂纹位置进行解剖取样，如图2所示为取样位置低倍照片，对其进行扫描电镜检验，得到图3所示微观形貌图，其中含有深层气泡和混晶组织。
如图1所示，本发明的减少50Mn18Cr5护环锻件裂纹的工艺，包括以下步骤：
将锻件于中频炉中进行冶炼，对钢水进行真空脱气处理，降低材料中的氧含量；
固溶热处理：将锻件加热到1080℃，保温2.5h，通过水冷方式迅速冷却；
通过重结晶退火处理代替原工艺中的正火处理：将锻件加热到820℃并保温8h，采用炉冷将锻件缓慢冷却，隔断组织遗传以消除锻件组织中的混晶现象；
将锻件加热到900℃，保温4h，再升温至1180℃，保温4-10h，并开始锻造，控制锻造过程的锻造比为5.5，分4个火次进行加热，且终锻温度为850℃，完成后对锻件进行风冷。
调质处理工艺：
淬火：在540℃炉温下将工件放入炉中，以150℃/h的加热速率将锻件加热到820℃，保温1h，再升温至900℃，保温2h，进行油冷冷却至180℃；
高温回火：以150℃/h的加热速率将锻件加热到680℃，保温6h，进行水冷冷却；
低温回火处理：将锻件加热到220℃，保温2h，采取空气冷却。
通过以上工艺得到图6所示的50Mn18Cr5护环锻件，表面光洁无明显裂纹。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (1)

1.一种减少50Mn18Cr5护环锻件裂纹的工艺，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：将锻件于中频炉中进行冶炼，对钢水进行真空脱气处理；
步骤2：固溶热处理：将锻件加热到1080℃，保温2.5h，水冷法冷却；
步骤3：重结晶退火处理：将锻件加热到820℃并保温8h，采用炉冷将锻件缓慢冷却；
步骤4：锻造过程：将锻件加热到900℃，保温4h，再升温至1180℃，保温4-10h，并开始锻造，完成后对锻件进行风冷，锻造比为5.5:1，锻造过程始锻温度为1180℃，终锻温度为850℃，分4个火次进行；
步骤5：调质处理工艺：
步骤5.1：淬火：将锻件加热到820℃，加热速率为150℃/h，保温1h，再升温至900℃，保温2h，淬火入炉温度为500-550℃，进行油冷冷却至180℃；
步骤5.2：高温回火：将锻件加热到680℃，加热速率为150℃/h，保温6h，进行水冷冷却；
步骤6：低温回火处理：将锻件加热到220℃，加热速率为150℃/h，保温2h，空气冷却。
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