CN116065008A - 一种奥氏不锈钢的环状花样消除方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种奥氏不锈钢的环状花样消除方法，将1Cr18Ni9Ti电渣钢依次进行预锻、高温均匀化处理、终锻，最终获得低倍组织中环状花样达到A级别的1Cr18Ni9Ti奥氏不锈钢。本发明通过优化热加工锻造和高温均匀化工艺，在实现稳定化生产的前提下，减轻了电渣锭的环状花样，使其具备优异的力学性能，满足当前国内外核电和航空等领域对于高品质1Cr18Ni9Ti的现实需求。

Description

一种奥氏不锈钢的环状花样消除方法
技术领域
本发明属于奥氏不锈钢低倍组织改善技术领域，尤其涉及一种奥氏不锈钢的环状花样消除方法，尤其是1Cr18Ni9Ti奥氏不锈钢。
背景技术
1Cr18Ni9Ti是一种应用广泛的18-8型奥氏体不锈钢，该钢具备良好的耐腐蚀性能、热稳定性能、抗大气氧化性能、焊接性能和冷加工性能，主要用于制造焊接设备、过热器管道、耐腐蚀容器及其结构部件等。由于1Cr18Ni9Ti的服役环境较为苛刻，要求该钢必须具备良好的耐腐蚀性。钢中含有Ti元素，能形成稳定的碳化物TiC，从而可避免在晶界上析出Cr23C6而引起晶间腐蚀，经固溶和稳定化处理后，可避免晶间腐蚀倾向，但也会因此促使钢种产生氮化钛夹杂物，特别是当TiN呈链状分布时，会促使钢产生发裂。
为解决1Cr18Ni9Ti的TiN夹杂物问题，采用电渣重熔工艺对铸锭进行二次重熔，提升钢锭的纯净度；但在电渣重熔过程中，电极重熔的熔速存在一定波动，改变了钢锭的凝固结构，并降低了钢锭的成分均匀性；经低倍腐蚀后，电渣锭横截面存在环状花样。国内外各大厂商普遍通过改造电渣设备，调整电压，电流参数来稳定重熔速率，解决电渣锭环状花样问题；但1Cr18Ni9Ti的钢水黏度较高，重熔期间熔速波动较大，且合金元素不易扩散，低倍检测时可观测到明显的环状花样。
当前已有诸多专家和学者研究马氏体钢中环状花样的形成机理和解决方案，但是鲜有针对奥氏体钢中环状花纹的研究。鉴于此，亟待研究一种消除奥氏不锈钢环状花样的方法，尤其是1Cr18Ni9Ti奥氏不锈钢，以进一步提高奥氏不锈钢的综合性能。
发明内容
针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的是提供一种奥氏不锈钢的环状花样消除方法，通过优化热加工锻造和高温均匀化工艺，在实现稳定化生产的前提下，减轻了电渣锭的环状花样，使其具备优异的力学性能，满足当前国内外核电和航空等领域对于高品质1Cr18Ni9Ti的现实需求。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明提供了一种奥氏不锈钢的环状花样消除方法，将1Cr18Ni9Ti电渣钢依次进行预锻、高温均匀化处理、终锻，最终获得低倍组织中环状花样达到A级别的1Cr18Ni9Ti奥氏不锈钢。
优选地，所述预锻过程中，将所述1Cr18Ni9Ti电渣钢加热至1160～1200℃保温300～480min，然后进行1～2次镦粗和拔长。
优选地，所述预锻过程中，单次镦粗和拔长的锻造比为2～4，所述预锻的总锻造比大雨4。
优选地，所述高温均匀化处理中，将经预锻得到的中间坯加热至1220～1270℃，保温8～15h后空冷。
优选地，所述终锻过程中，将高温均匀化处理后的中间坯加热至1100～1140℃，保温120～180min，然后进行多火次锻造。
优选地，所述终锻过程中，最后一火次的锻造比≥2，所述终锻的总锻造比≥4。
优选地，所述1Cr18Ni9Ti奥氏不锈钢在室温下，抗拉强度Rm≥590MPa，规定塑性延伸强度Rp0.2＞240MPa，断面收缩率Z＞70％，冲击吸收能量KU2＞285J。
优选地，所述1Cr18Ni9Ti奥氏不锈钢的低倍组织中，径向偏析级别达到A级别，晶粒度级别达到7.5以上，非金属夹杂物A、B、D类的细系夹杂0.5级以下。
本发明所提供的奥氏不锈钢的环状花样消除方法的有益效果：
1、本发明所提供的奥氏不锈钢的环状花样消除方法，通过预锻提高材料的致密性，电渣锭的直径减小，从而提高高温均匀化处理效果；
2、本发明所提供的奥氏不锈钢的环状花样消除方法，通过高温均匀化处理使中间坯的合金元素充分扩散，提高中间坯的组织均匀性；
3、本发明所提供的奥氏不锈钢的环状花样消除方法，通过终锻细化晶粒，提高材料的力学性能。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为未采用本发明的方法生产出的第一种1Cr18Ni9Ti横低倍照片图；
图2为未采用本发明的方法生产出的第二种1Cr18Ni9Ti横低倍照片图；
图3未采用本发明的方法生产出出的第三种1Cr18Ni9Ti横低倍照片图；
图4本发明奥氏不锈钢的环状花样消除方法制备的第一种1Cr18Ni9Ti横低倍照片图；
图5发明奥氏不锈钢的环状花样消除方法制备的第二种1Cr18Ni9Ti横低倍照片图；
图6发明奥氏不锈钢的环状花样消除方法制备的第三种1Cr18Ni9Ti横低倍照片图。
具体实施方式
为了能更好地理解本发明的上述技术方案，下面结合实施例进一步说明本发明的技术方案。
本发明提供的奥氏不锈钢的环状花样消除方法，将1Cr18Ni9Ti电渣钢依次进行预锻、高温均匀化处理、终锻，最终获得低倍组织中环状花样达到A级别的1Cr18Ni9Ti奥氏不锈钢；具体过程如下：
(1)预锻：将1Cr18Ni9Ti电渣钢加热至1160～1200℃保温300～480min，然后进行1～2次镦粗和拔长得到中间坯，其中单次镦粗和拔长的锻造比为2～4，预锻的总锻造比≥4。
(2)高温均匀化处理：将经预锻得到的中间坯加热至1220～1270℃，保温8～15h后空冷。
(3)终锻：将高温均匀化处理后的中间坯加热至1100～1140℃，保温120～180min，然后进行多火次锻造得到低倍组织中环状花样达到A级别的1Cr18Ni9Ti奥氏不锈钢；其中最后一火次的锻造比≥2，终锻的总锻造比≥4。
经上述工艺制备获得的1Cr18Ni9Ti奥氏不锈钢无明显的环状花纹，且兼具优异的力学性能；该1Cr18Ni9Ti奥氏不锈钢在室温下，抗拉强度Rm≥590MPa，规定塑性延伸强度Rp0.2＞240MPa，断面收缩率Z＞70％，冲击吸收能量KU2＞285J。1Cr18Ni9Ti奥氏不锈钢的低倍组织中，晶粒度级别达到7.5以上，非金属夹杂物A、B、C、D类的细系夹杂0.5级以下。
结合图1、图2、图3的方法中生产的1Cr18Ni9Ti横低倍照片图，以及图4、图5、图6为本发明奥氏不锈钢的环状花样消除方法制备的1Cr18Ni9Ti横低倍照片图，明显可以看出本发明制备的1Cr18Ni9Ti奥氏不锈钢无明显的环状花样。
下面结合具体的例子对本发明的奥氏不锈钢的环状花样消除方法进一步介绍。
实施例1
本实施例中的1Cr18Ni9Ti奥氏不锈钢采用以下步骤制备而成：
(1)预锻：将1Cr18Ni9Ti电渣锭加热至1180℃保温300min，然后进行1次镦粗和拔长得到中间坯，单次锻拔的锻造比为4,预锻的总锻造比为4；
(2)高温均匀化处理：将中间坯加热至1250℃，保温12小时后空冷；
(3)终锻：将中间坯加热至1140℃保温120min，3火次锻造得到1Cr18Ni9Ti奥氏不锈钢，最后一火次的锻造比为2，终锻的总锻造比为6。
本实施例制得的1Cr18Ni9Ti奥氏不锈钢的化学成分如表1所示，1Cr18Ni9Ti奥氏不锈钢综合性能参见表2～5所示。
实施例2
本实施例中的1Cr18Ni9Ti奥氏不锈钢采用以下步骤制备而成：
(1)预锻：将1Cr18Ni9Ti电渣锭加热至1180℃保温300min，然后进行1次镦粗和拔长，单次锻拔的锻造比为3,预锻的总锻造比为3；
(2)高温均匀化处理：将中间坯加热至1230℃，保温14小时后空冷；
(3)终锻：将中间坯加热至1140℃保温150min，2次锻造得到1Cr18Ni9Ti奥氏不锈钢，最后一火次的锻造比为3，终锻的总锻造比为5。
本实施例制得的1Cr18Ni9Ti奥氏不锈钢的化学成分如表1所示，1Cr18Ni9Ti奥氏不锈钢综合性能参见表2～5所示。
实施例3
本实施例中的1Cr18Ni9Ti奥氏不锈钢采用以下步骤制备而成：
(1)预锻：将1Cr18Ni9Ti电渣锭加热至1200℃保温480min，然后进行2次镦粗和拔长，单次锻拔的锻造比为3,预锻的总锻造比为6；
(2)高温均匀化处理：将中间坯加热至1260℃，保温10小时后空冷；
(3)终锻：将中间坯加热至1150℃保温180min，2次锻造得到1Cr18Ni9Ti奥氏不锈钢，最后一火次的锻造比为2，终锻的总锻造比为5。
本实施例制得的1Cr18Ni9Ti奥氏不锈钢的化学成分如表1所示，1Cr18Ni9Ti奥氏不锈钢综合性能参见表2～5所示。
对比例1-2
对比例1和2均未采用本发明的环状花样消除方法制备1Cr18Ni9Ti，化学成分参见表1，1Cr18Ni9Ti的综合性能参见表2～5所示。
其中表2～表5中，以GJB 2294A-2014规定的航空用不锈钢及耐热钢棒规范作为标准。
表1 1Cr18Ni9Ti的化学成分(wt％)
Figure BDA0003337340710000051
表2 1Cr18Ni9Ti室温下的力学性能
Figure BDA0003337340710000052
表3低倍组织合格级别
Figure BDA0003337340710000061
表4非金属夹杂物合格级别
Figure BDA0003337340710000062
表5晶粒度
标准 不粗于5级
对比例1 7.5-3
对比例2 7-2.5
实施例1 8
实施例2 7.5
实施例3 8
结合表2-表5所示，实施例中制备的1Cr18Ni9Ti奥氏不锈钢的综合性能明显优于对比例中制备的1Cr18Ni9Ti；由此可见，本发明的奥氏不锈钢的环状花样消除方法，通过优化热加工锻造和高温均匀化工艺，在实现稳定化生产的前提下，减轻了电渣锭的环状花样，使其具备优异的力学性能，满足当前国内外核电和航空等领域对于高品质1Cr18Ni9Ti的现实需求。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (8)

1.一种奥氏不锈钢的环状花样消除方法，其特征在于，将1Cr18Ni9Ti电渣钢依次进行预锻、高温均匀化处理、终锻，最终获得低倍组织中环状花样达到A级别的1Cr18Ni9Ti奥氏不锈钢。
2.根据权利要求1所述的奥氏不锈钢的环状花样消除方法，其特征在于，所述预锻过程中，将所述1Cr18Ni9Ti电渣钢加热至1160～1200℃保温300～480min，然后进行1～2次镦粗和拔长。
3.根据权利要求2所述的奥氏不锈钢的环状花样消除方法，其特征在于，所述预锻过程中，单次镦粗和拔长的锻造比为2～4，所述预锻的总锻造比≥4。
4.根据权利要求1所述的奥氏不锈钢的环状花样消除方法，其特征在于，所述高温均匀化处理中，将经预锻得到的中间坯加热至1220～1270℃，保温8～15h后空冷。
5.根据权利要求1所述的奥氏不锈钢的环状花样消除方法，其特征在于，所述终锻过程中，将高温均匀化处理后的中间坯加热至1100～1140℃，保温120～180min，然后进行多火次锻造。
6.根据权利要求5述的奥氏不锈钢的环状花样消除方法，其特征在于，所述终锻过程中，最后一火次的锻造比≥2，所述终锻的总锻造比≥4。
7.根据权利要求1-6任一项所述的奥氏不锈钢的环状花样消除方法，其特征在于，所述1Cr18Ni9Ti奥氏不锈钢在室温下，抗拉强度Rm≥590MPa，规定塑性延伸强度Rp0.2＞240MPa，断面收缩率Z＞70％，冲击吸收能量KU2＞285J。
8.根据权利要求1-6任一项所述的奥氏不锈钢的环状花样消除方法，其特征在于，所述1Cr18Ni9Ti奥氏不锈钢的低倍组织中，晶粒度级别达到7.5以上，非金属夹杂物A、B、C、D类的细系夹杂0.5级以下。
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