1Cr14Mn14Ni不銹鋼環(huán)形件的鍛造成形方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種1Cr14Mn14Ni不銹鋼環(huán)形件的鍛造成形方法，其步驟為：將該不銹鋼鑄錠加熱至1150～1180℃，經(jīng)三鐓三拔、變形量大于70％的開坯鍛造后，得到鍛態(tài)的該不銹鋼坯料；再將該不銹鋼加熱至750～770℃保溫30min后，降溫至660～690℃，保溫30min進行熱處理；再將該不銹鋼坯料加熱至960～980℃鍛造成形；利用鍛造余熱對其進行淬火，再對其進行回火，并采用快冷和緩冷結(jié)合的回火冷卻方式，進行鍛后熱處理。該方法能使1Cr14Mn14Ni不銹鋼鍛件獲得細(xì)小、均勻及高位錯密度的奧氏體組織，從而獲得良好的力學(xué)性能、耐蝕性、冷加工性和韌性。從而使1Cr14Mn14Ni不銹鋼環(huán)形件能夠代替高溫合金、鈦合金等貴重金屬材料制造高強度的耐腐蝕的壓氣機機匣等零部件。
【專利說明】1Cr14Mn14Ni不銹鋼環(huán)形件的鍛造成形方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及不銹鋼的鍛造成形方法，特別是涉及了一種lCrl4Mnl4Ni不銹鋼環(huán)形件的鍛造成形方法。

【背景技術(shù)】
[0002]lCrl4Mnl4Ni不銹鋼是一種經(jīng)濟型的奧氏體不銹鋼，具有良好的耐大氣腐蝕性能和低溫力學(xué)性能，可用于代替高溫合金、鈦合金等貴重的金屬材料制造高強度的耐腐蝕的壓氣機機匣等零部件。目前對lCrl4Mnl4Ni不銹鋼的鍛造，主要是考慮鑄態(tài)組織的充分破碎和鍛件的鍛透性要求，通常lCrl4Mnl4Ni不銹鋼鍛件的晶粒度只能達到I?3級，而且混晶現(xiàn)象非常嚴(yán)重，達不到使用要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種lCrl4Mnl4Ni不銹鋼環(huán)形件的鍛造成形方法，可以使lCrl4Mnl4Ni不銹鋼鍛件獲得細(xì)小、均勻及高位錯密度的奧氏體組織，從而獲得良好的力學(xué)性能、耐蝕性、冷加工性和韌性。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所述lCrl4Mnl4Ni不銹鋼環(huán)形件的鍛造成形方法，其技術(shù)方案包括以下步驟:
[0005]第一步，將lCrl4Mnl4Ni不銹鋼鑄錠加熱到1150?1180°C保溫120min，在壓力機上經(jīng)三鐓三拔后，得到鍛態(tài)的lCrl4Mnl4Ni不銹鋼坯料，其總變形量大于70%。
[0006]第二步，分段對lCrl4Mnl4Ni不銹鋼坯料進行熱處理，第一段加熱至750?770V，到溫后，保溫30min ;第二段降溫至660?690°C，到溫后，保溫30min，空冷至室溫。
[0007]第三步，將lCrl4Mnl4Ni不銹鋼坯料加熱至960?980°C后保溫30min，在壓力機上鐓粗、沖孔；再上環(huán)軋機軋制成形。
[0008]第四步，成形后的環(huán)形件，利用余熱直接淬火冷卻至250?270°C，冷卻速度為30 ?40°C /s。
[0009]第五步，將淬火后的環(huán)形件250?270°C加熱至600?650°C保溫80?lOOmin，先以8?12°C /s的冷卻速度快冷至450?470°C，然后采用4?6°C /s的冷卻速度緩冷至400?430°C，再采用8?12°C /s的冷卻速度快冷至300?350°C，再采用4?6°C /s的冷卻速度緩冷至室溫。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下:
[0011]本發(fā)明所述的不銹鋼的均勻奧氏體化鍛造成形方法，lCrl4Mnl4Ni鋼的開坯鍛造溫度為1150?1180°C，該溫度高于Cr、Mn、Ni等合金元素的全固溶溫度，低于奧氏體晶粒發(fā)生反常晶粒長大的溫度，能在使Nb、V等合金元素溶入奧氏體晶粒中，同時又有利于獲得細(xì)小均勻的原始奧氏體組織。
[0012]對開坯后的lCrl4Mnl4Ni鋼坯料進行分段熱處理，保證了奧氏體縱向組織均勻細(xì)化，確保了后續(xù)工序能夠不損壞細(xì)化奧氏體組織。
[0013]采用鍛造余熱對lCrl4Mnl4Ni鋼環(huán)形件進行直接淬火，減少了能耗，提高了生產(chǎn)效率。而以16?18°C /s的淬火冷卻速度將環(huán)形件冷卻至250?270°C，能夠?qū)崿F(xiàn)對奧氏體晶粒的再結(jié)晶控制，從而達到細(xì)化奧氏體晶粒的目的。
[0014]回火過程中，發(fā)生微合金碳氮化物在奧氏體基體中的沉淀析出，這些析出相一方面阻礙位錯回復(fù)，使基體中位錯密度保持在較高的水平；另一方面起到沉淀強化作用，能夠顯著提高鍛件的回火穩(wěn)定性。回火的冷卻方式采用快冷和緩冷相結(jié)合，不僅提高了鍛件的韌性和獲得較好的綜合力學(xué)性能，而且是組織更為均勻穩(wěn)定，極少出現(xiàn)氣孔及沙眼，獲得細(xì)小、高位錯密度的奧氏體組織。
[0015]經(jīng)檢測該ICr 14Mnl4Ni鋼環(huán)形件的室溫拉伸性能，其抗拉強度為1020?I10MPa(大于使用要求的912MPa)，斷后伸長率為55%?60% (大于使用要求的35% )，斷面收縮率為72%?78% (大于使用要求的70% )，完全滿足了使用要求。
[0016]經(jīng)檢測該lCrl4Mnl4Ni鋼環(huán)形件的晶粒度，達到了 7.5級(大于使用要求的5級)。

【具體實施方式】
[0017]實施本發(fā)明所述的lCrl4Mnl4Ni不銹鋼環(huán)形件的鍛造成形方法，需要提供高溫加熱爐、壓力機、機械手，環(huán)軋機等設(shè)備。【具體實施方式】如下:
[0018]lCrl4Mnl4Ni不銹鋼主要化學(xué)元素含量(重量百分比)為:含C量彡0.12%、含Mn量 13.0%?15.0%、含 Si 量彡 0.80%、含 Cr 量 13.0%?15.0%、含 Ni 量 1.0%?1.5%、含S量彡0.025%、含P量彡0.035%、余量為Fe。
[0019]lCrl4Mnl4Ni不銹鋼環(huán)形件的鍛造成形工藝步驟如下:
[0020](I)開坯鍛造。將lCrl4Mnl4Ni不銹鋼鑄錠加熱到1160°C保溫120min，在壓力機上經(jīng)三鐓三拔后，得到鍛態(tài)的lCrl4Mnl4Ni不銹鋼坯料，其總變形量大于70%。
[0021](2)坯料熱處理。分段對lCrl4Mnl4Ni不銹鋼坯料進行熱處理，第一段加熱至7600C，到溫后，保溫30min ;第二段降溫至680°C，到溫后，保溫30min，空冷至室溫。
[0022](3)鍛造成形。將lCrl4Mnl4Ni不銹鋼坯料加熱至980°C后保溫30min，在壓力機上鐓粗、沖孔；再上環(huán)軋機軋制成形。
[0023](4)淬火。成形后的環(huán)形件，利用余熱直接淬火冷卻至260°C，冷卻速度為35°C /
So
[0024](5)回火。將淬火后的環(huán)形件從260°C加熱至650°C保溫80min，先以10°C /s的冷卻速度快冷至460°C，然后采用5°C /s的冷卻速度緩冷至420°C，再采用10°C /s的冷卻速度快冷至320°C，再采用5°C /s的冷卻速度緩冷至室溫。
【權(quán)利要求】
1.一種lCrl4Mnl4Ni不銹鋼環(huán)形件的鍛造成形方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)將lCrl4Mnl4Ni不銹鋼鑄錠加熱到1150?1180°C保溫120min，在壓力機上經(jīng)三鐓三拔后，得到鍛態(tài)的lCrl4Mnl4Ni不銹鋼坯料，其總變形量大于70% ； (2)分段對lCrl4Mnl4Ni不銹鋼坯料進行熱處理，第一段加熱至750?770°C，到溫后，保溫30min ;第二段降溫至660?690°C，到溫后，保溫30min，空冷至室溫； (3)將lCrl4Mnl4Ni不銹鋼坯料加熱至960?980°C后保溫30min，在壓力機上鐓粗、沖孔；再上環(huán)軋機軋制成形； (4)成形后的環(huán)形件，利用余熱直接淬火冷卻至250?270°C，冷卻速度為30?40°C/s ； (5)將淬火后的環(huán)形件250?270°C加熱至600?650°C保溫80?lOOmin，先以8?120C /s的冷卻速度快冷至450?470°C，然后采用4?6°C /s的冷卻速度緩冷至400?4300C，再采用8?12V /s的冷卻速度快冷至300?350°C，再采用4?6°C /s的冷卻速度緩冷至室溫。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的lCrl4Mnl4Ni不銹鋼環(huán)形件的鍛造成形方法，其特征在于，所述步驟(I) lCrl4Mnl4Ni不銹鋼鑄錠加熱溫度為1160°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的lCrl4Mnl4Ni不銹鋼環(huán)形件的鍛造成形方法，其特征在于，所述步驟(2)第一段熱處理溫度為760°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的lCrl4Mnl4Ni不銹鋼環(huán)形件的鍛造成形方法，其特征在于，所述步驟(2)第二段熱處理溫度為680°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的lCrl4Mnl4Ni不銹鋼環(huán)形件的鍛造成形方法，其特征在于，所述步驟(3)加熱溫度為980°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的lCrl4Mnl4Ni不銹鋼環(huán)形件的鍛造成形方法，其特征在于，所述步驟(4)利用余熱直接淬火冷卻至260°C，冷卻速度為35°C /s。。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的lCrl4Mnl4Ni不銹鋼環(huán)形件的鍛造成形方法，其特征在于，所述步驟(5)是將淬火后的環(huán)形件從260°C加熱至650°C保溫80min，先以10°C /s的冷卻速度冷卻至460°C，然后采用5°C /s的冷卻速度冷卻至420°C，再采用10°C /s的冷卻速度冷卻至320°C，再采用5°C /s的冷卻速度冷卻至室溫。
【文檔編號】C21D9/40GK104148555SQ201410304911
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年6月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月30日
【發(fā)明者】葉俊青, 蘇春民, 王斌, 劉志棋, 陳明, 陳紅芳, 徐東, 王文戀 申請人:貴州安大航空鍛造有限責(zé)任公司