本發明涉及一種不銹鋼鍛件的制造方法，尤其涉及一種主換熱器用高強度06Cr18Ni11Ti不銹鋼鍛件的制造方法。
背景技術：
：不銹鋼鍛件，一般包括核電站設備制造用鍛件、艦船設備用鍛件、壓力容器鍛造管件、船級社許可鍛造件以及核電站金屬材料設備制造用鍛件等。在某一核動力裝置的項目中，研發鍛件包括控制棒驅動線一回路主設備主換熱器、蒸汽發生器、中間回路系統非標容器、汽輪機組冷凝器等的鍛件，鍛件包括主換熱器的法蘭、外筒、管板、定位格架、管箱側壁及蒸汽發生器中手孔蓋、檢查孔蓋、蒸汽出口管、管嘴、接管、管板、手孔法蘭、球形封頭、一次側進出口接管、檢查孔座等。上述項目鍛件所用材料是0Cr18Ni10Ti，對應ASME標準為SA182F321，RCC-M標準為Z8CNT18-11，NB標準為S32168，是比較成熟的不銹鋼材料。由于主換熱器的運行狀態非常惡劣，因此對材料的考核性能要求相當高，所以項目對材料的高溫抗拉強度提出了很高的要求，其中300℃抗拉強度要求≥421Mpa，該材料常規鍛件要求高溫性能一般不作要求，因此項目中的材料要求遠高于材料的一般水平，具有很高的難度。傳統的不銹鋼鍛件的制造方法無法滿足上述要求。技術實現要素：本發明要解決的技術問題是如何提高不銹鋼鍛件的強度，使其300℃抗拉強度不小于421Mp。為了解決上述技術問題，本發明的技術方案是提供一種高強度不銹鋼鍛件的制造方法，其特征在于：該方法由以下5個步驟組成：步驟1：選擇鋼錠，對鋼錠的主要化學成分進行二次設計，保證鐵素體含量滿足2％-12％的要求；步驟2：鋼錠出坯、下料，鍛造，控制第一、二火次的鍛造比，控制最后一火的變形量大于50％，控制始鍛、終鍛溫度；步驟3：對鍛件分階段加熱，然后進行固溶熱處理，保溫后在水中急冷；步驟4：理化性能合格后，進行成品加工；步驟5：成品加工完成后，進行無損檢驗。優選地，所述步驟1中，鋼錠采用電爐冶煉，并經過真空脫碳，增加鋼錠的主要化學成分的內控要求；增加后的內控要求具體如上表。優選地，所述步驟2中，控制第一、二火次的鍛造比≥4。優選地，所述步驟2中，在進行最后一火次變形時，控制始鍛溫度在1130-1150℃之間。優選地，所述步驟2中，在進行最后一火次變形時，控制終鍛溫度≥800℃。優選地，所述步驟3中，對鍛件分三階段加熱：第一階段加熱到600℃，保溫1h；第二階段從600℃加熱到900℃，保溫1h；第三階段從900℃加熱到1050℃；然后進行固溶熱處理。優選地，所述第三階段的加熱速度比第一、二階段均大。優選地，所述固溶熱處理的溫度為1050-1065℃。優選地，所述步驟3中，在水中急冷至100℃以下。優選地，所述步驟3中，采用熱電偶接觸鍛件表面，以測定鍛件表面的溫度；在鍛件的最厚、最薄的地方各放置一根熱電偶，在鍛件中間也放置一根熱電偶，以控制鍛件溫度的均勻性。本發明對鋼錠化學成分進行了二次設計，使其滿足力學性能和鐵素體含量的要求；優化鍛造的工藝方法，增加變形量，控制始鍛、終鍛溫度，得到細晶粒的金相組織；通過低溫區分階段加熱、高溫區快速加熱的方法，確保晶粒度不長大，保留鍛造應力，保證300℃抗拉強度≥421Mpa。本發明提供的方法克服了現有技術的不足，制造的產品材料的強度提高，產品質量和設備高溫下運行的安全性得到了加強，相應的鍛件的壁厚可以適當減薄，設備整體重量可以減輕，從而實現了設備整體的輕量化，降低了成本。附圖說明圖1為本實施例提供的高強度不銹鋼鍛件的制造方法流程圖；圖2為Schaeffler-Delong曲線圖；圖3為本實施例中熱處理工藝曲線圖。具體實施方式下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之后，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。圖1為本實施例提供的高強度不銹鋼鍛件的制造方法流程圖，所述的高強度不銹鋼鍛件的制造方法的加工生產過程如下：1、原材料鋼錠采用電爐冶煉+真空脫碳法(EF+VODC)，以確保原材料的純凈度。增加化學成分的內控要求，內控成分要求見下表：由上表可知，本發明的內控要求相比行業內的標準要求有如下提高：(1)增加C、Mn等強化元素的含量，提高強度；(2)根據圖2所示的Schaeffler-Delong曲線，計算Cr、Ni當量的合理范圍，確定鐵素體形成元素(Cr、Si等)和奧氏體形成元素(Ni、C、Mn、N等)的目標含量，確保鐵素體含量滿足2％-12％的要求；(3)嚴格控制Ti、N元素的含量，減少Ti、N夾雜物的形成。2、鍛造材料要求300℃抗拉強度要求≥421Mpa，除了采用增加強化元素的含量的手段外，在鍛造方面，需要嚴格控制鍛件的鍛造比以及最后一火的始鍛溫度、終端溫度和變形量。鍛造過程主要分為兩個階段，第一階段是鋼錠出坯，將鋼錠進行至少兩次墩粗拔長，確保鍛造比≥4，保證坯料能得到較細的晶粒度。在鋼錠出坯后，進行下料，將鋼錠頭部切除至少13％，尾部至少切除8％，然后根據鍛件尺寸重量進行下料。鍛造的第二階段是鍛造成型的過程，首先是對坯料再進行墩粗、拔長，做足鍛造比，進一步細化晶粒。在進行最后一火次變形時，控制始鍛溫度在1130-1150℃之間，終鍛溫度≥800℃，增加鍛造變形應力，提高強度。3、熱處理不銹鋼棒以固溶處理狀態交貨，固溶熱處理溫度為1050-1065℃，保溫適當時間后在水中急冷。采用低溫區分階段預熱，高溫區快速加熱的加熱方式，保留材料較細的晶粒度和適量的鍛造應力。熱處理工藝曲線圖如圖3所示。為了精確控制鍛件的溫度，采用鎳鉻-鎳硅熱電偶接觸鍛件表面，以此測定鍛件表面的溫度，根據RCC-MF8100要求，在鍛件的最厚、最薄的地方各放置一根熱電偶，在批次中間放置一根熱電偶，以控制工件溫度的均勻性。4、機加工成品加工過程中，采用龍門銑床、數控機床、立鉆和鏜床等設備，確保尺寸精度及光潔度滿足要求。5、成品檢驗精加工完成后的產品需通過液體滲透檢測和水壓試驗檢測，確保產品在使用過程中無裂紋擴散和漏液情況存在，本實施例中，產品測試的力學性能如下表所示。溫度抗拉強度屈服強度室溫≥515≥205300℃≥421≥142由上表可見，本發明提供的方法制造的高強度不銹鋼鍛件強度大，滿足300℃抗拉強度不小于421Mp的要求。當前第1頁1 2 3