CN114012008B - 大规格022Cr23Ni5Mo3N锻件的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可解决直径≥φ450mm的锻件表面开裂及粗晶现象的大规格022Cr23Ni5Mo3N锻件的生产工艺,采用锻造加热+压钳把、错锭尾尖角+镦粗+拔长+出成品+雾冷+固溶热处理,采用油压机和精锻机联合锻造方式生产,主变形阶段采用5000t或3150t油压机上镦粗板+下平台拔长,中间坯阶段选用800mm上下平砧拔长,辅变形阶段采用1400t或1800t精锻机锻造出成品;通过油压机和精锻机联合锻造,锻造返炉加热次数由原来的12~14次,降低至5~9次,提高了锻造效率,减少工艺执行时间,节约生产成本,采用盖板镦粗拔长方式,避免了因工件表面温度降低导致表面裂纹,提高产品质量,通过锻后雾冷方式,降低锻坯粗晶现象。
Description
技术领域
本发明属于材料热处理技术领域,特别涉及一种可以解决直径≥φ450mm规格的锻件表面开裂及粗晶现象,提高产品质量的大规格022Cr23Ni5Mo3N锻件的生产工艺。
背景技术
022Cr23Ni5Mo3N属于加氮高合金双相不锈钢,对于直径≥φ450mm的锻件,常规生产方式是采用油压机锻造成型,但是由于其合金成分较高,组织处于为奥氏体和铁素体两相区,热变形时存在不均匀的应力和应变分布现象,同时锻造温度仅在950℃~1200℃区间,温度范围较窄,工件温度在低于950℃时会析出σ相脆性物,在锻造过程中此脆性析出物容易造成锻件表面和边部开裂,导致工件报废,因此,为避免工件锻造开裂,在锻造过程中需要多次的返炉加热,导致整个锻造过程生产周期较长,造成工件粗晶。因此,急需一种大规格022Cr23Ni5Mo3N锻件生产工艺解决上述问题。
发明目的
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足提供一种不仅降低此双相不锈钢在高温锻造热变形时产生裂纹导致工件报废的风险,而且缩短了锻造工艺执行时间和降低生产成本的大规格022Cr23Ni5Mo3N锻件的生产工艺,通过锻后雾冷方式降低了锻件粗晶现象产生。
发明内容
为达上述发明目的,本发明采用如下技术方案:
一种大规格022Cr23Ni5Mo3N锻件的生产工艺,具体工艺步骤如下:
步骤1)、锻造加热:首先开启加热炉,炉温保持400℃~450℃,待料保温3h~10h,然后以<100℃/h的升温速度升温至800℃~900℃,进行保温3h~15h,再以<100℃/h的升温速度升温至1150℃~1200℃,进行保温7h~20h,执行完步骤1),准备出炉压钳把、错锭尾尖角;
步骤2)、压钳把、错锭尾尖角:逐支出炉在冒口端进行压钳把、错锭尾尖角,然后返炉进行加热至1150℃~1200℃,进行保温1h~5h后出炉镦粗,执行完步骤2)准备出炉镦粗;
步骤3)、镦粗:在5000t或3150t油压机上利用φ1400mm的盖板将钢锭镦粗至高度H=800mm~900mm,直径φ900mm~φ1200mm,然后返回加热炉进行保温2h~5h,执行完步骤3),准备出炉拔长;
步骤4)、拔长:在5000t或3150t油压机上,利用800mm的上下平砧将锻件拔长为600mm*600mm的方坯,再将方坯倒成600mm的八方,然后将锻坯冒口端钳把剁掉返回加热炉,进行保温2h~5h,执行完步骤4),准备进行精锻机出成品;
步骤5)、出成品:在1400t或1800t精锻机上进行快速拉打2~5道次变形,每次变形量在3%~10%,直至锻造出成品,执行完步骤5),准备进行雾冷;
步骤6)、雾冷:将锻造出成品的锻件吊至雾冷区进行雾冷,每15min旋转90度,冷至工件表面温度至150℃~200℃停止雾冷,然后空冷至室温,执行完步骤6),将锻件装进加热炉进行固溶热处理;
步骤7)、固溶热处理:加热炉入炉温度≤450℃,以≤50℃/h~100℃/h升温速度升温至550℃~700℃,进行保温2h~6h,随后以≤50℃/h~100℃/h升温速度升温至1000℃~1100℃,进行保温5h~20h,然后出炉水冷,水温控制在≤30℃,水冷时间80min~200min后出炉空冷至室温。
本发明工艺与现有技术相比,具有下述优点:
1、首次发明采用油压机和精锻机联合锻造的方式生产,主变形阶段采用5000t或3150t油压机上镦粗板+下平台拔长,中间坯阶段选用800mm上下平砧拔长,辅变形阶段采用1400t或1800t精锻机锻造出成品;
2、通过油压机和精锻机联合锻造,锻造返炉加热次数由原来的12~14次,降低至5~9次,提高了锻造效率,减少工艺执行时间,节约生产成本;
3、采用盖板镦粗拔长方式,避免了因工件表面温度降低而导致表面裂纹问题,提高产品质量;
4、通过锻后采取雾冷方式,降低锻坯粗晶现象,满足市场需求。
具体实施方式
本发明提供了一种大规格022Cr23Ni5Mo3N锻件的生产工艺,采用锻造加热+压钳把、错锭尾尖角+镦粗+拔长+出成品+雾冷+固溶热处理,具体工艺步骤如下:
步骤1)、锻造加热:首先开启加热炉,炉温保持400℃~450℃,待料保温3h~10h,然后以<100℃/h的升温速度升温至800℃~900℃,进行保温3h~15h,再以<100℃/h的升温速度升温至1150℃~1200℃,进行保温7h~20h,执行完步骤1),准备出炉压钳把、错锭尾尖角;
步骤2)、压钳把、错锭尾尖角:逐支出炉在冒口端进行压钳把、错锭尾尖角,然后返炉进行加热至1150℃~1200℃,进行保温1h~5h后出炉镦粗,执行完步骤2),准备出炉镦粗;
步骤3)、镦粗:在5000t或3150t油压机上利用φ1400mm的盖板将钢锭镦粗至高度H=800mm~900mm,直径φ900mm~φ1200mm,然后返回加热炉进行保温2h~5h,执行完步骤3),准备出炉拔长;
步骤4)、拔长:在5000t或3150t油压机上,利用800mm的上下平砧将锻件拔长为600mm*600mm的方坯,再将方坯倒成600mm的八方,然后将锻坯冒口端钳把剁掉返回加热炉,进行保温2h~5h,执行完步骤4),准备进行精锻机出成品;
步骤5)、出成品:在1400t或1800t精锻机上进行快速拉打2~5道次变形,每次变形量在3%~10%,直至锻造出成品,执行完步骤5),准备进行雾冷;
步骤6)、雾冷:将锻造出成品的锻件吊至雾冷区进行雾冷,每15min旋转90度,冷至工件表面温度至150℃~200℃停止雾冷,然后空冷至室温,执行完步骤6),将锻件装进加热炉进行固溶热处理;
步骤7)、固溶热处理:加热炉入炉温度≤450℃,以≤50℃/h~100℃/h升温速度升温至550℃~700℃,进行保温2h~6h,随后以≤50℃/h~100℃/h升温速度升温至1000℃~1100℃,进行保温5h~20h,然后出炉水冷,水温控制在≤30℃,水冷时间80min~200min后出炉空冷至室温。
实施例1:一种大规格022Cr23Ni5Mo3N锻件生产工艺。
钢种:022Cr23Ni5Mo3N
化学成分:C=0.024%,Si=0.4%,Mn=0.85%,Cr=22.25%,Ni=5.26%,S=0.003%,P=0.026%,Mo=3.17%,N=0.176%
规格:Φ530mm*L
生产工艺具体如下:
步骤1)、锻造加热:加热炉炉温在400℃~450℃,待料保温4h,以<100℃/h升温速度升温至840℃~860℃,进行保温5h,随后以<100℃/h升温速度升温至1170℃~1190℃进行保温,保温10h;
步骤2)、待步骤1)结束后,出炉进行压钳把、错锭尾尖角:逐支出炉在冒口端进行压钳把、错锭尾尖角,然后返炉进行加热至1150℃~1200℃,进行保温1h~5h后出炉镦粗;
步骤3)、待步骤2)结束后,镦粗:在3150t油压机上利用φ1400mm的盖板将钢锭镦粗至高度H=900mm,直径约~φ1200mm,然后返炉加热保温3h;
步骤4)、待步骤3)将锻件吊出加热炉,在3150t油压机上利用上下800mm的平砧先将锻件拔长为600mm*600mm的方坯,然后将方坯倒成600mm的八方,再将锻坯冒口端钳把剁掉返炉进行加热2h;
步骤5)、待步骤4)出成品:在1800t精锻机上进行快速拉打2道次变形,每次变形量在3%~10%,锻造出φ530mm成品;
步骤6)、待步骤5)雾冷:将锻造出成品的工件吊至雾冷区进行雾冷,每15min旋转90度,冷至工件表面温度至150℃~200℃停止雾冷,然后空冷至室温;
步骤7)、待步骤6)固溶热处理,入炉温度≤450℃,以≤80℃/h升温速度升温至650℃保温3h后以≤80℃/h升温速度升温至1040℃~1050℃进行保温,保温10h后出炉水冷,水冷时间100min,水温控制在25℃~27℃,然后出炉空冷至室温。
按照上述工艺生产后,检测结果合格,如表1所示:
表1检测结果
通过本发明一种大规格022Cr23Ni5Mo3N锻件生产工艺生产后,力学性能检测结果满足要求。
实施例2:一种大规格022Cr23Ni5Mo3N锻件生产工艺。
钢种:022Cr23Ni5Mo3N
化学成分:C=0.027%,Si=0.4%,Mn=0.86%,Cr=22.26%,Ni=5.37%,S=0.003%,P=0.027%,Mo=3.24%,N=0.183%
规格:Φ530mm*L
生产工艺如下:
步骤1)、锻造加热:加热炉炉温在400℃~450℃待料保温4h,以<100℃/h升温速度升温至840℃~860℃,进行保温5h,随后以<100℃/h升温速度升温至1170℃~1190℃进行保温,保温10h;
步骤2)、待步骤1)结束后,出炉进行压钳把、错锭尾尖角:逐支出炉在冒口端进行压钳把、错锭尾尖角,然后返炉进行加热至1150℃~1200℃,进行保温1h~5h后出炉镦粗;
步骤3)、待步骤2)结束后,镦粗:在3150t油压机上利用φ1400mm的盖板将钢锭镦粗至高度H=900mm,直径约~φ1200mm,然后返炉加热保温3h;
步骤4)、待步骤3)将锻件吊出加热炉,在3150t油压机上利用上下800mm的平砧先将锻件拔长为600mm*600mm的方坯,然后将方坯倒成600mm的八方,再将锻坯冒口端钳把剁掉返炉进行加热2h;
步骤5)、待步骤4)出成品:在1800t精锻机上进行快速拉打2道次变形,每次变形量在3%~10%,锻造出φ530mm成品;
步骤6)、待步骤5)雾冷:将锻造出成品的工件吊至雾冷区进行雾冷,每15min旋转90度,冷至工件表面温度至150℃~200℃停止雾冷,然后空冷至室温;
步骤7)、待步骤6)固溶热处理,入炉温度≤450℃,以≤80℃/h升温速度升温至650℃保温3h后以≤80℃/h升温速度升温至1040℃~1050℃进行保温,保温10h后出炉水冷,水冷时间100min,水温控制在25℃~27℃,然后出炉空冷至室温。
按照上述工艺生产后,检测结果合格,如表2所示:
表2检测结果
通过本发明一种大规格022Cr23Ni5Mo3N锻件生产工艺生产后,力学性能检测结果满足要求。
Claims (1)
1.一种大规格022Cr23Ni5Mo3N锻件的生产工艺,其特征在于:具体工艺步骤如下:
步骤1)、锻造加热:首先开启加热炉,炉温保持400℃~450℃,待料保温3h~10h,然后以<100℃/h的升温速度升温至800℃~900℃,进行保温3h~15h,再以<100℃/h的升温速度升温至1150℃~1200℃,进行保温7h~20h,执行完步骤1),准备出炉压钳把、错锭尾尖角;
步骤2)、压钳把、错锭尾尖角:逐支出炉在冒口端进行压钳把、错锭尾尖角,然后返炉进行加热至1150℃~1200℃,进行保温1h~5h后出炉镦粗,执行完步骤2)准备出炉镦粗;
步骤3)、镦粗:在5000t或3150t油压机上利用φ1400mm的盖板将钢锭镦粗至高度H=800mm~900mm,直径φ900mm~φ1200mm,然后返回加热炉进行保温2h~5h, 执行完步骤3),准备出炉拔长;
步骤4)、拔长:在5000t或3150t油压机上,利用800mm的上下平砧将锻件拔长为600mm*600mm的方坯,再将方坯倒成600mm的八方,然后将锻坯冒口端钳把剁掉返回加热炉,进行保温2h~5h,执行完步骤4),准备进行精锻机出成品;
步骤5)、出成品:在1400t或1800t精锻机上进行快速拉打2~5道次变形,每次变形量在3%~10%,直至锻造出成品,执行完步骤5),准备进行雾冷;
步骤6)、雾冷:将锻造出成品的锻件吊至雾冷区进行雾冷,每15min旋转90度,冷至工件表面温度至150℃~200℃停止雾冷,然后空冷至室温,执行完步骤6),将锻件装进加热炉进行固溶热处理;
步骤7)、固溶热处理:加热炉入炉温度≤450℃,以≤50℃/h~100℃/h升温速度升温至550℃~700℃,进行保温2h~6h,随后以≤50℃/h~100℃/h升温速度升温至1000℃~1100℃,进行保温5h~20h,然后出炉水冷,水温控制在≤30℃,水冷时间80min~200min后出炉空冷至室温。
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