本發(fā)明涉及不銹鋼鍛造

　　技術領域：

　　，特別是涉及一種核電站用026cr18ni12mo2n不銹鋼鍛件及其制造方法。

　　背景技術：

　　：奧氏體不銹鋼，是指在常溫下具有奧氏體組織的不銹鋼，026cr18ni12mo2n不銹鋼是奧氏體不銹鋼中的一種。鋼中含cr約18％、ni8％～25％時，具有穩(wěn)定的奧氏體組織。奧氏體不銹鋼無磁性而且具有高韌性和塑性，具有良好的易切削性，但強度較低。核電站中所用的鍛件對026cr18ni12mo2n不銹鋼的強度要求較高，需要其具有一定的高強度。現(xiàn)有的026cr18ni12mo2n不銹鋼的強度要求不能達到核電站用的鍛件要求，因此需要研發(fā)一種高強度的026cr18ni12mo2n不銹鋼鍛件以滿足核電站用的要求。技術實現(xiàn)要素：本發(fā)明主要解決的技術問題是提供一種核電站用026cr18ni12mo2n不銹鋼鍛件及其制造方法，能夠產(chǎn)生較好的動態(tài)再結晶效果，使材料晶粒有效細化，從而增加材料強度。為達到上述目的，本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種核電站用026cr18ni12mo2n不銹鋼鍛件，所述的不銹鋼鍛件含有下列化學成分：0.015％≤c≤0.035％，si≤1％，mn≤2％，p≤0.03％，s≤0.015％，17.2％≤cr≤18.2％，11.6％≤ni≤12.5％，2.25％≤mo≤2.75％，0.05％≤n≤0.08％，cu≤1％，其余為生鐵。一種核電站用026cr18ni12mo2n不銹鋼鍛件的制造方法，包括如下步驟：原材料精煉：將原材料精煉成含有上述化學成分的不銹鋼鋼錠；鍛造：將得到的不銹鋼鋼錠，用液壓機或空氣錘鍛造成不銹鋼鍛件，其鍛造溫度為≤1200℃，且不銹鋼鍛件在溫度1000℃±20℃時發(fā)生主變形；鍛造經(jīng)過2～4火次成形，總鍛造比≥5，且鍛造時最后一個火次的鍛造比大于等于總鍛造比的20％；最后一個火次的鍛造溫度為800℃；熱處理：將鍛造后的不銹鋼鍛件加熱至1050℃～1120℃并保溫，再進行水冷，在進行水冷時通過大型水池與外部蓄水池快速循環(huán)冷卻；檢測：通過超聲波檢測儀、液體滲透檢測儀對經(jīng)過熱處理后的不銹鋼鍛件進行無損檢測。優(yōu)選的，在鍛造步驟中，不銹鋼鋼錠的冒口端去除18％，不銹鋼鋼錠的水口端去除7％。優(yōu)選的，在鍛造步驟中，鍛件回爐加熱溫度比初次加熱溫度低10～20℃。優(yōu)選的，在熱處理步驟中，固溶處理的保溫時間≤4h。優(yōu)選的，在熱處理步驟后，對不銹鋼鍛件進行力學性能測試：從經(jīng)過熱處理后的不銹鋼鍛件取料加工成試樣，進行拉伸試驗和沖擊試驗。優(yōu)選的，所述拉伸試驗包括室溫拉伸試驗和高溫拉伸試驗。由于上述技術方案的運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有下列有益效果：提供了一種核電站用026cr18ni12mo2n不銹鋼鍛件及其制造方法，在化學成分上提高了c和n的含量，調(diào)整了cr和ni的含量，在材料成分上提高了不銹鋼鍛件的強度。在制造方法方面，這樣的鍛造工藝可以產(chǎn)生較好的動態(tài)再結晶效果，終鍛時產(chǎn)生的內(nèi)應力在熱處理過程中還可以產(chǎn)生靜態(tài)再結晶，使材料晶粒有效細化，細化晶粒可以增加材料強度，對于高強度材料是十分有利的。具體實施方式下面對本發(fā)明的較佳實施例進行詳細闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點和特征能更易于被本領域技術人員理解，從而對本發(fā)明的保護范圍做出更為清楚明確的界定。一種核電站用026cr18ni12mo2n不銹鋼鍛件，所述的不銹鋼鍛件含有下列化學成分：0.015％≤c≤0.035％，si≤1％，mn≤2％，p≤0.03％，s≤0.015％，17.2％≤cr≤18.2％，11.6％≤ni≤12.5％，2.25％≤mo≤2.75％，0.05％≤n≤0.08％，cu≤1％，其余為生鐵。為控制材料的純凈度，降低了p和s元素的含量，控制了b元素的含量，同時提高了c和n的含量，調(diào)整了cr和ni的含量，在材料成分上提高了不銹鋼鍛件的強度，有效提升材料的強度。一種核電站用026cr18ni12mo2n不銹鋼鍛件的制造方法，包括如下步驟：原材料精煉：通過aod爐(argonoxygendecarburizationfurnace)將原材料精煉成含有上述化學成分的不銹鋼鋼錠，保證材料純凈度。鍛造：將得到的不銹鋼鋼錠，用液壓機或空氣錘鍛造成不銹鋼鍛件。其加熱保溫溫度為≤1200℃，避免高溫加熱產(chǎn)生高溫鐵素體，這種高溫鐵素體會對鍛件性能產(chǎn)生影響，且無法消除。不銹鋼鍛件在溫度1000℃±20℃時發(fā)生主變形，有利于獲得較細的晶粒度的鍛件，這樣的工藝一般可3級晶粒度甚至更細。鍛造經(jīng)過2～3火次成形，對于大型鍛件可以增加一個火次。在鍛造步驟中，鍛件回爐加熱溫度比初次加熱溫度低10～20℃，即鍛件在下一個火次的加熱溫度要比在上一個火次的加熱溫度低10～20℃。最后一個火次的鍛造溫度為800℃±20℃，也就是終鍛溫度為800℃±20℃。這樣的鍛造工藝可以產(chǎn)生較好的動態(tài)再結晶效果，終鍛時產(chǎn)生的內(nèi)應力在熱處理過程中還可以產(chǎn)生靜態(tài)再結晶，使材料晶粒有效細化，細化晶粒可以增加材料強度，對于高強度材料是十分有利的。總鍛造比為各分鍛造比之和，即總鍛造比為各火次鍛造比之和。該制造方法中，總鍛造比≥5，且鍛造時最后一個火次的鍛造比大于等于總鍛造比的20％，也就是最后一個火次的鍛造比大于等于1，這樣可以有效保證制造出來的026cr18ni12mo2n不銹鋼鍛件按gb/t6394的規(guī)定測定的晶粒度大于等于3級。為進一步減少鍛件中的缺陷，增加鋼錠的冒口端和水口端的去除量。在鍛造步驟中，將不銹鋼鋼錠的冒口端去除18％，不銹鋼鋼錠的水口端去除7％。鍛造時將坯料充分鍛實，消除鑄態(tài)組織，鍛合缺陷。熱處理：將鍛造后的不銹鋼鍛件加熱至1050℃～1120℃并保溫，再進行水冷，在進行水冷時通過大型水池與外部蓄水池快速循環(huán)冷卻，通過快速水冷使得鍛件外形尺寸盡可能接近產(chǎn)品尺寸。為防止奧氏體晶粒在熱處理加熱時過快長大，固溶處理的保溫時間≤4h。該制造方法研究了固溶處理溫度、保溫時間與固溶效果之間的關系，確保所選擇的加熱溫度和保溫時間能獲得單一純凈的奧氏體組織，保證鍛件較小的晶粒度，且不使奧氏體晶粒度明顯長大。性能測試：性能測試在熱處理步驟之后，從經(jīng)過熱處理后的不銹鋼鍛件取料加工成試樣，進行拉伸試驗和沖擊試驗。其中，拉伸試驗包括室溫拉伸試驗和高溫拉伸試驗。檢測：無損檢測項目為超聲波檢測和液體滲透檢測，通過超聲波檢測儀、液體滲透檢測儀對經(jīng)過熱處理后的不銹鋼鍛件進行無損檢測。實施例不銹鋼鍛件的化學成分為：c為0.021％，si為0.48％，mn為1.82％，p為0.018％，s為0.008％，cr為17.53％，ni為11.82％，mo為2.53％，n為0.07％，cu為0.8％，其余為生鐵。不銹鋼鍛件通過本發(fā)明的制造方法制得：利用aod爐將原材料精煉成含有本實施例中的化學成分的不銹鋼鋼錠。將得到的不銹鋼鋼錠，用液壓機造成不銹鋼鍛件。鍛造經(jīng)過3火次成形，3火次的鍛造比分別為2、2、1，3火次的加熱溫度分別為1200℃、1000℃、800℃。將不銹鋼鋼錠的冒口端去除18％，不銹鋼鋼錠的水口端去除7％。將鍛造后的不銹鋼鍛件加熱至1090℃并保溫3.5h，通過大型水池與外部蓄水池快速循環(huán)進行水冷。從經(jīng)過熱處理后的不銹鋼鍛件取料加工成試樣，以待做性能試驗和無損檢測。對比例1不銹鋼鍛件的化學成分為：c為0.011％，si為0.41％，mn為1.68％，p為0.029％，s為0.031％，cr為19.67％，ni為9.51％，mo為2.11％，n為0.02％，cu為0.82％，其余為生鐵。本對比例1中的不銹鋼鍛件的化學成分與本發(fā)明中的化學成分不一致，本對比例1中的不銹鋼鍛件通過本發(fā)明的制造方法制得，其具體制造步驟與對比例相同。將本對比例1中的不銹鋼鍛件料加工成試樣，以待做性能試驗和無損檢測。對比例2不銹鋼鍛件的化學成分為：c為0.021％，si為0.48％，mn為1.82％，p為0.018％，s為0.008％，cr為17.53％，ni為11.82％，mo為2.53％，n為0.07％，cu為0.8％，其余為生鐵。本對比例2中的不銹鋼鍛件的化學成分與實施例中的化學成分一致，本對比例2中的不銹鋼鍛件通過傳統(tǒng)的制造方法制得。將本對比例2中的不銹鋼鍛件料加工成試樣，以待做性能試驗和無損檢測。分別制得100個實施例、100個對比例1和100個對比例2中的不銹鋼鍛。分別對這300個不銹鋼鍛件進行同樣的性能試驗和無損檢測。按gb/t228.1對不銹鋼鍛件進行室溫拉伸試驗，按gb/t4338對不銹鋼鍛件進行高溫(350℃)拉伸試驗。按gb/t229對不銹鋼鍛件進行沖擊試驗。按nb/t20004-2011對不銹鋼鍛件進行晶間腐蝕試驗，試樣經(jīng)700℃±10℃保溫30分鐘，保溫后的試樣在爐內(nèi)以60℃±5℃/h的速度緩冷至500℃出爐，在空氣中冷到室溫敏化處理。按gb/t10561對不銹鋼鍛件進行非金屬夾雜物b檢測。按gb/t6394對不銹鋼鍛件進行晶粒度b檢測。按nb/t20003對不銹鋼鍛件進行超聲波檢驗(ut)c檢測。按nb/t20003.4對不銹鋼鍛件進行液體滲透(pt)檢測。性能試驗(拉伸強度和屈服強度)的結果分別按100個實施例、100個對比例1和100個對比例2中的不銹鋼鍛取平均值，如表1所示。無損檢測的結果分別按100個實施例、100個對比例1和100個對比例2中的不銹鋼鍛的合格率，如表2所示。表1實施例、對比例1和對比例2中不銹鋼鍛的性能試驗的結果試驗項目標準值實施例對比例1對比例2室溫rp0.2(mpa)≥220278235246室溫rm(mpa)≥520597562578室溫a％≥4554.55255高溫rp0.2(mpa)≥135180149151高溫rm(mpa)≥445486421452表2實施例、對比例1和對比例2中不銹鋼鍛的無損檢測的結果檢測項目檢測方法實施例對比例1對比例2晶間腐蝕nb/t2000499.4％83.5％72.6％非金屬夾雜物bgb/t1056198.9％82.9％75.1％晶粒度bgb/t639499.3％95.1％73.3％超聲波檢驗nb/t20003.299.1％80.7％70.7％液體滲透(pt)nb/t20003.498.7％78.6％72.1％將本發(fā)明的實施例1與對比例1、2進行比較，得出如下結論：對于對比例1，由于采用了傳統(tǒng)化學成分，力學性能指標中室溫拉伸和高溫拉伸較實施例大幅降低，說明化學成分調(diào)整對力學性能提升產(chǎn)生較好效果。由于化學成分之外的其他制備方法沒有改變，晶粒度、產(chǎn)品表面缺陷和內(nèi)部缺陷與實施例相差不大。對于對比例2，采用了實施例中的化學成分，但由于采用了傳統(tǒng)鍛造和熱處理工藝，晶粒度沒有得到明顯細化，鍛合和消除缺陷效果不佳，力學性能較實施例稍低，非金屬夾雜物、超聲波檢測和滲透檢測通過率明顯低于實施例。說明制造工藝的調(diào)整和優(yōu)化對力學性能和其他性能提升產(chǎn)生較好效果。由于傳統(tǒng)工藝鍛造比較小，對鍛件鍛透和壓實效果沒有實施例好，所以超聲波檢測時發(fā)現(xiàn)多處大于2mm的缺陷。從檢測數(shù)據(jù)可以看出，由于實施例采用了本發(fā)明的化學成分和制造工藝，基于上述本發(fā)明化學成分和制造工藝的優(yōu)點，使用實施例生產(chǎn)的鍛件性能優(yōu)異，鍛件性能指標遠超傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的鍛件，鍛件無損檢測中發(fā)現(xiàn)的缺陷數(shù)量和尺寸也遠優(yōu)于傳統(tǒng)工藝，實施例工藝比傳統(tǒng)工藝有更好的效果，實施例成分比傳統(tǒng)化學成分具有更好的力學性能。以上僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的

　　技術領域：

　　，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。當前第1頁12

　　技術特征：

　　1.一種核電站用026cr18ni12mo2n不銹鋼鍛件，其特征在于，所述的不銹鋼鍛件含有下列化學成分：0.015％≤c≤0.035％，si≤1％，mn≤2％，p≤0.03％，s≤0.015％，17.2％≤cr≤18.2％，11.6％≤ni≤12.5％，2.25％≤mo≤2.75％，0.05％≤n≤0.08％，cu≤1％，其余為生鐵。

　　2.一種核電站用026cr18ni12mo2n不銹鋼鍛件的制造方法，其特征在于，包括如下步驟：

　　原材料精煉：將原材料精煉成含有如權利要求1所述的化學成分的不銹鋼鋼錠；

　　鍛造：將得到的不銹鋼鋼錠，用液壓機或空氣錘鍛造成不銹鋼鍛件，其鍛造溫度為≤1200℃，且不銹鋼鍛件在溫度1000℃±20℃時發(fā)生主變形；鍛造經(jīng)過2～4火次成形，總鍛造比≥5，且鍛造時最后一個火次的鍛造比大于等于總鍛造比的20％；最后一個火次的鍛造溫度為800℃±20℃；

　　熱處理：將鍛造后的不銹鋼鍛件加熱至1050℃～1120℃并保溫，再進行水冷，在進行水冷時通過大型水池與外部蓄水池快速循環(huán)冷卻；

　　檢測：通過超聲波檢測儀、液體滲透檢測儀對經(jīng)過熱處理后的不銹鋼鍛件進行無損檢測。

　　3.根據(jù)權利要求2所述的制造方法，其特征在于：在鍛造步驟中，不銹鋼鋼錠的冒口端去除18％，不銹鋼鋼錠的水口端去除7％。

　　4.根據(jù)權利要求2所述的制造方法，其特征在于：在鍛造步驟中，鍛件回爐加熱溫度比初次加熱溫度低10～20℃。

　　5.根據(jù)權利要求2所述的制造方法，其特征在于：在熱處理步驟中，固溶處理的保溫時間≤4h。

　　6.根據(jù)權利要求2所述的制造方法，其特征在于：在熱處理步驟后，對不銹鋼鍛件進行力學性能測試：從經(jīng)過熱處理后的不銹鋼鍛件取料加工成試樣，進行拉伸試驗和沖擊試驗。

　　7.根據(jù)權利要求6所述的制造方法，其特征在于：所述拉伸試驗包括室溫拉伸試驗和高溫拉伸試驗。

　　技術總結

　　本發(fā)明公開了一種核電站用026Cr18Ni12Mo2N不銹鋼鍛件，所述的不銹鋼鍛件含有下列化學成分：0.015％≤C≤0.035％，Si≤1％，Mn≤2％，P≤0.03％，S≤0.015％，17.2％≤Cr≤18.2％，11.6％≤Ni≤12.5％，2.25％≤Mo≤2.75％，0.05％≤N≤0.08％，Cu≤1％，其余為生鐵。還公開了一種制造方法，包括如下步驟：原材料精煉；鍛造：將得到的不銹鋼鋼錠鍛造成不銹鋼鍛件，不銹鋼鍛件在溫度1000℃±20℃時發(fā)生主變形；熱處理：將鍛造后的不銹鋼鍛件加熱至1050℃～1120℃并保溫，再進行水冷；檢測。通過上述方式，本發(fā)明在化學成分上提高了C和N的含量，調(diào)整了Cr和Ni的含量，在材料成分上提高了鍛件的強度。在制造方法方面，終鍛時產(chǎn)生的內(nèi)應力在熱處理過程中還可以產(chǎn)生靜態(tài)再結晶，使材料晶粒有效細化，細化晶粒可以增加材料強度。

　　技術研發(fā)人員：李剛亮;吳金波;石宏亮;鄒琪;鄧東;袁超

　　受保護的技術使用者：無錫市法蘭鍛造有限公司

　　技術研發(fā)日：2019.09.16

　　技術公布日：2019.12.10