專利名稱：一種核電管道件材料鍛件及制造工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鍛件及制造工藝，具體的說是一種核電管道件材料鍛件及制造工藝。
背景技術(shù)：
2007年11月份國(guó)務(wù)院正式批準(zhǔn)了《國(guó)家核電發(fā)展專題規(guī)劃2005 — 2020年》，《規(guī)劃》明確了 13年后我國(guó)核電事業(yè)將達(dá)到的發(fā)展目標(biāo):運(yùn)行的核電裝機(jī)容量將要達(dá)到4000萬千瓦；核電年發(fā)電量達(dá)到2600億-2800億千瓦時(shí)。《規(guī)劃》中提到，目前我國(guó)核電占全部電力裝機(jī)容量的比重還不到2% ;到2020年,這一比重將提高到4%。這意味著,我國(guó)核電發(fā)展正在“升溫”。核能，已經(jīng)成為我國(guó)低碳經(jīng)濟(jì)模式下能源優(yōu)化發(fā)展的重要選擇。核電管道件材料鍛件要求抗腐蝕性能好，抗拉強(qiáng)度和高屈服強(qiáng)度要求較高，表面粗糙度??；而現(xiàn)有技術(shù)中，由于成分及熱處理工藝的限制，從而導(dǎo)致核電管道件材料鍛件抗腐蝕性能不高，抗拉強(qiáng)度和高屈服強(qiáng)度不高，表面粗糙度較高，且存在組織疏松、氣孔、沙眼等問題，不滿足風(fēng)力塔筒的使用要求，或使用壽命較短
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:
如何保證核電管道件材料鍛件在具有突出的抗腐蝕性能的同時(shí)具有高抗拉強(qiáng)度和高屈服強(qiáng)度的同時(shí)側(cè)向膨脹量大于0.9mm ；
如何保證核電管道件材料鍛件具有較小的表面粗糙度，組織更為均勻穩(wěn)定，極少氣孔及沙眼。本發(fā)明解決以上技術(shù)問題的技術(shù)方案是:
一種核電管道件材料鍛件，其化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為:c:0.35-0.45%,S1:0.35-0.45%, Mn:0.95-1.05%, N1:2-4%, Cr:1-3%, Nb:0.25-0.45%, Cu:0.55-0.75%,N:0.02-0.04%, Mo:0.08-0.1%，Al:0.4-0.6%, S:0.04-0.06%, Ti:0.03-0.05%, V:0.06-0.08%, B:0.006-0.008%, P:0.003-0.005%，鑭系稀土:4_6%，余量為 Fe。核電管道件材料鍛件的制造工藝，按以下工序進(jìn)行:選材一下料一加熱一鍛造一鍛后熱處理一機(jī)加工一理化檢驗(yàn)及超聲波探傷一熱處理一精加工及超聲波探傷或磁粉探傷一清潔包裝一包裝；
加熱工序采用分段加熱，第一段加熱溫度為1000-105(TC，到溫后保溫5-7min，第二段加熱溫度為750-800°C，到溫后保溫15-20min，然后空冷至室溫；
鍛后熱處理工序采用兩次正火與兩次回火，第一次正火溫度大于第二次正火溫度，第一次回火溫度大于第二次回火溫度；
第一次正火:采用分段加熱，第一段加熱溫度為760-790°C，到溫后保溫16-19min，第二段加熱溫度為910-930°C，到溫后保溫25-28min，然后空冷10_15min后進(jìn)行第二次正火；第二次正火:采用分段加熱，第一段加熱溫度為660-690°C加熱，到溫后保溫15-18min，第二段加熱溫度為600-650°C加熱，到溫后保溫12_15min，然后水冷至室溫；第一次回火:回火溫度750-790°C，到溫后保溫16-19min，然后空冷5_8min后進(jìn)行第二次回火；
第二次回火:回火溫度600-640°C，到溫后保溫10-13min，然后水冷至室溫；
熱處理工序采用分段加熱，第一段加熱溫度為750-770°C加熱，到溫后保溫6-9min，第二段加熱溫度為660-690°C加熱，到溫后保溫12-15min，然后水冷至室溫。本發(fā)明進(jìn)一步限定的技術(shù)方案是:
前述的核電管道件材料鍛件，鑭系稀土的組分質(zhì)量百分比為:鑭:25_40%，鈰:6_15%，銪:5-10%，鋱:10-13%,釓:10-22%,鐠:5_9%，欽:4_9%，鉺:2_10%，其余鑭系元素:1_2%，以上各組分之和為100%。
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前述的核電管道件材料鍛件，其化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為:C:0.35%，S1:0.45%，Mn:0.95%, N1:4%, Cr:1%, Nb:0.25%，Cu:0.75%, N:0.02%, Mo:0.08%, Al:0.4%，S:0.04-0.06%, Ti:0.03%, V:0.06%, B:0.006%, P:0.003%，鑭系稀土:4%，余量為 Fe ;鑭系稀土的組分質(zhì)量百分比為:鑭:36%，鈰:14%，銪:10%,鋱:10%,釓:15%，鐠:5%，欽:4%，鉺:5%，其余鑭系元素:1%。前述的核電管道件材料鍛件，其化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為:C:0.40%, S1:0.35%，Mn: 1.05%, N1: 2%, Cr: 2%, Nb:0.45%, Cu: 0.55%, N: 0.04%, Mo: 0.1%，Al: 0.4-0.6%, S:0.06%,Ti:0.05%, V:0.08%, B:0.008%, P:0.005%，鑭系稀土:5%，余量為 Fe ;鑭系稀土的組分質(zhì)量百分比為:鑭:40%，鈰:15%，銪:5%，鋱:12%，釓:10%，鐠:9%，欽:5%，鉺:2%，其余鑭系元素:2%。前述的核電管道件材料鍛件，其化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為:C:0.45%，S1:0.40%,Mn: 1%，N1: 3%, Cr: 3%, Nb:0.35%, Cu: 0.65%, N: 0.03%, Mo: 0.09%, Al: 0.4-0.6%, S:0.05%, Ti:0.04%，V:0.07%, B:0.007%, P:0.004%，鑭系稀土:6%，余量為Fe ;鑭系稀土的組分質(zhì)量百分比為:鑭:25%，鈰:6%，銪:8%，鋱:13%，釓:22%，鐠:6%，欽:9%，鉺:10%，其余鑭系元素:1%。本發(fā)明通過成分及工藝參數(shù)的限定，特別是添加適量的鑭系稀土元素，以及兩次正火+兩次回火的熱處理工序，既避免了碳化物在晶間的析出，同時(shí)又防止了熱處理過程的滲碳和滲氮，保證了材料的抗腐蝕性能。本發(fā)明加熱工序采用分段加熱，保證了縱向組織細(xì)化均勻，確保后續(xù)的鍛造不損壞細(xì)化的組織。本發(fā)明采用兩次正火+兩次回火工藝，兩次正火后使鍛件的帶狀組織等缺陷減輕明顯，組織細(xì)化均勻；正火后兩次回火，組織更為均勻穩(wěn)定，且晶粒更細(xì)化，使鍛件的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、韌性以及低溫沖擊性能得到很大的提高。第一次正火溫度高于第二次正火溫度，使第二次正火不破壞第一次正火的效果，使組織細(xì)化效果更為明顯；正火采取分段加熱，第二段加熱在第一段加熱的基礎(chǔ)上可以減小表面和心部的溫度之差，使鍛件厚度方向組織細(xì)小均勻；第一次回火溫度高于第二次回火溫度，使第二次回火不破壞第一次回火的效果，使鍛件厚度方向晶粒更為細(xì)化，進(jìn)一步減小表面和心部的溫度之差，從而使表面至心部性能趨于一致，極少出現(xiàn)氣孔及沙眼，保證了側(cè)向膨脹量大于0.9mm。總之，本發(fā)明采取分段加熱，可有效縮短高溫段的加時(shí)間，使細(xì)化晶粒效果更明顯，并且使厚度方向的組織晶粒度趨于一致；采用兩次正火，且第一次正火溫度較高，可以細(xì)化晶粒，同時(shí)提高強(qiáng)度和韌性，可以減輕或消除帶狀組織等缺陷，提高鍛件整體沖擊性能；正火后兩次回火，且第一次回火溫度較高，組織更為均勻穩(wěn)定，低溫沖擊性能進(jìn)一步提高，表面至心部性能趨于一致，極少出現(xiàn)氣孔及沙眼，保證了側(cè)向膨脹量大于0.9_。本發(fā)明的熱處理采用分段加熱，鞏固鍛后熱處理的加熱效果，使組織更為均勻穩(wěn)定，使出現(xiàn)有極少氣孔及沙眼變得更加細(xì)小或消除，進(jìn)一步保證了側(cè)向膨脹量大于0.9_。經(jīng)檢驗(yàn)，核電管道件材料鍛件主要性能為:抗拉強(qiáng)度620-795MP，屈服強(qiáng)度大于450MP，-29°C和20°C沖擊韌性大于48J，RTNDT+33°C大于68J，側(cè)向膨脹量大于0.9_。本發(fā)明的具體性能可見下表:
表I本發(fā)明與常用的鍛件性能指標(biāo)對(duì)比
權(quán)利要求
1.一種核電管道件材料鍛件，其特征在于:其化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為:C:0.35-0.45%, S1:0.35-0.45%, Mn:0.95-1.05%, N1:2-4%, Cr:1-3%, Nb:0.25-0.45%,Cu: 0.55-0.75%, N: 0.02-0.04%, Mo: 0.08-0.1%，Al:0.4-0.6%, S:0.04-0.06%, Ti:0.03-0.05%, V:0.06-0.08%, B:0.006-0.008%, P:0.003-0.005%,鑭系稀土:4_6%，余量為Fe。
2.如權(quán)利要求1所述的核電管道件材料鍛件，其特征在于:所述鑭系稀土的組分質(zhì)量百分比為:鑭:25-40%,鈰:6-15%，銪:5-10%，鋱:10-13%,禮:10-22%,鐠:5_9%，欽:4_9%，鉺:2-10%，其余鑭系元素:1-2%，以上各組分之和為100%。
3.如權(quán)利要求1或2所述的核電管道件材料鍛件，其特征在于:其化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為:C:0.35%, S1:0.45%, Mn: 0.95%, N1: 4%, Cr:l%, Nb:0.25%, Cu:0.75%, N:0.02%,Mo:0.08%, A1:0.4%, S:0.04-0.06%, Ti:0.03%, V:0.06%, B:0.006%, P:0.003%，鑭系稀土:4%，余量為Fe ;所述鑭系稀土的組分質(zhì)量百分比為:鑭:36%，鈰:14%，銪:10%，鋱:10%，釓:15%，鐠:5%，欽:4%，鉺:5%，其余鑭系元素:1%。
4.如權(quán)利要求1或2所述的核電管道件材料鍛件，其特征在于:其化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為:C:0.40%, S1:0.35%, Mn: 1.05%, N1: 2%, Cr: 2%, Nb:0.45%, Cu:0.55%, N:0.04%,Mo:0.1%, Al: 0.4-0.6%, S:0.06%, Ti:0.05%, V:0.08%, B:0.008%, P:0.005%，鑭系稀土:5%,余量為Fe ;所述鑭系稀土的組分質(zhì)量百分比為:鑭:40%，鈰:15%，銪:5%，鋱:12%，釓:10%，鐠:9%，欽:5%，鉺:2%，其余鑭系元素:2%。
5.如權(quán)利要求1或2所述的核電管道件材料鍛件，其特征在于:其化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為:C:0.45%, S1: 0.40%, Mn:l%, N1: 3%, Cr: 3%, Nb:0.35%, Cu:0.65%, N:0.03%,Mo:0.09%, A1:0.4-0.6%, S:0.05%, Ti:0.04%, V:0.07%, B:0.007%, P:0.004%，鑭系稀土:6%，余量為Fe ;所述鑭系稀土的組分質(zhì)量百分比為:鑭:25%，鈰:6%，銪:8%，鋱:13%，釓:22%，鐠:6%，欽:9%，鉺:10%，其余鑭系元素:1%。
6.權(quán)利要求1或2所述核電管道件材料鍛件的制造工藝，按以下工序進(jìn)行:選材一下料一加熱一鍛造一鍛后熱處理一機(jī)加工一理化檢驗(yàn)及超聲波探傷一熱處理一精加工及超聲波探傷或磁粉探傷一清潔包裝一包裝；其特征在于: 所述加熱工序采用分段加熱，第一段加熱溫度為1000-1050°C，到溫后保溫5-7min，第二段加熱溫度為750-800°C，到溫后保溫15-20min，然后空冷至室溫； 所述鍛后熱處理工序采用兩次正火與兩次回火，第一次正火溫度大于第二次正火溫度，第一次回火溫度大于第二次回火溫度； 所述第一次正火:采用分段加熱，第一段加熱溫度為760-790°C，到溫后保溫16-19min,第二段加熱溫度為910_930°C，到溫后保溫25_28min，然后空冷10_15min后進(jìn)行第二次正火； 所述第二次正火:采用分段加熱， 第一段加熱溫度為660-690°C加熱，到溫后保溫15-18min，第二段加熱溫度為600-650°C加熱，到溫后保溫12_15min，然后水冷至室溫； 所述第一次回火:回火溫度750-790°C，到溫后保溫16-19min，然后空冷5_8min后進(jìn)行第二次回火； 所述第二次回火:回火溫度600-640°C，到溫后保溫10-13min，然后水冷至室溫； 所述熱處理工序采用分段加熱，第一段加熱溫度為750-770°C加熱，到溫后保溫6-9min，第二段加 熱溫度為660-690°C加熱，到溫后保溫12_15min，然后水冷至室溫。
全文摘要
本發(fā)明是一種核電管道件材料鍛件及制造工藝，按以下工序進(jìn)行選材—下料—加熱—鍛造—鍛后熱處理—機(jī)加工—理化檢驗(yàn)及超聲波探傷—熱處理—精加工及超聲波探傷或磁粉探傷—清潔包裝—包裝；本發(fā)明通過成分及工藝參數(shù)的限定，特別是添加適量的鑭系稀土元素，以及兩次正火+兩次回火的熱處理工序，既避免了碳化物在晶間的析出，同時(shí)又防止了熱處理過程的滲碳和滲氮，保證了材料的抗腐蝕性能。
文檔編號(hào)C21D8/10GK103103453SQ201310052428
公開日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2013年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月18日
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