本發明涉及鑄鋼件生產技術領域，尤其涉及一種G17CrMo9-10材料的大型鑄鋼件及其生產方法。
背景技術：
G17CrMo9-10材料是一種低合金材料，主要用于發電設備主力機型的燃氣輪機，目前存在廣闊的市場前景。但是，作為大型鑄鋼件，由于鑄件的噸位、壁厚較大，該材料在生產的過程中存在力學性能不穩定，本體硬度控制偏差過大的問題，有待盡快解決。
技術實現要素：
有必要提出一種強度高、硬度高、綜合性能優良的G17CrMo9-10材料的大型鑄鋼件。
還有必要提出一種G17CrMo9-10材料的大型鑄鋼件的生產方法。
一種G17CrMo9-10材料的大型鑄鋼件,所述G17CrMo9-10材料的大型鑄鋼件的化學成分為C：0.13～0.20％、Si≤0.60％、Mn：0.50～0.90％、S≤0.020％、P≤0.020％、Cr：2.00～2.50％、Mo：0.9～1.20％、Ni：0.2～0.4％、V<0.05％、Cu<0.3％，余量為鐵。
優選的，所述G17CrMo9-10材料的大型鑄鋼件的化學成分為C：0.16～0.19％、Si：0.30～0.50％、Mn：0.60～0.85％、S≤0.015％、P≤0.019％、Cr：2.15～2.45％、Mo：0.92～1.10％、Ni：0.2～0.4％、V<0.05％、Cu<0.3％，余量為鐵。
一種G17CrMo9-10材料的大型鑄鋼件的生產方法,包括熱處理過程，所述熱處理過程包括進爐、淬火、回火、鑄件缺陷檢測及焊補、過程焊后消應力、最終焊后消應力步驟；
進爐：將鑄件送入熱處理爐，以＜100℃/h的升溫速度加熱到AC3+(50～100)℃,保溫時間按照鑄件的最大壁厚計算，計算方法為最大壁厚乘以1h/25mm，
AC3(℃)＝910℃-203℃*(％C)1/2-15.2℃*(％Ni)+44.7℃*(％Si)+104℃*(％V)+31.5℃*(％Mo)；
淬火：將鑄件出爐后迅速進入淬火液淬火，保持鑄件進入淬火液時的溫度＞750℃，淬火液的溫度＜40℃，淬火介質采用濃度為10％～12％的PAG聚合物，淬火時間按照鑄件的最大壁厚計算，計算方法為最大壁厚乘以2min/mm，以降低鑄件變形和開裂的風險；
回火：將鑄件再次送入熱處理爐內，以＜70℃/h的升溫速度，將鑄件加熱到720±10℃，保溫，然后以＜70℃/h的速度降溫冷卻，冷卻至＜260℃出爐空冷，回火保溫時間按照鑄件的最大壁厚計算，計算方法為最大壁厚乘以2min/mm；
鑄件缺陷檢測及焊補：對鑄件進行缺陷檢測，并焊補；
過程焊后消應力：將焊補后的鑄件進熱出爐進行過程高溫消應力，過程高溫消應力的保溫溫度為680±10℃，保溫時間根據鑄件的焊補區的最大壁厚計算，計算方法為焊補區的最大壁厚乘以2min/mm，然后將鑄件以＜70℃/h的速度降溫冷卻，冷卻至＜260℃出爐空冷；
最終焊后消應力：將經過程中的焊后消應力步驟處理后的鑄件再次進熱出爐進行最終高溫消應力，最終高溫消應力的保溫溫度700±5℃，保溫時間按照鑄件最大壁厚計算，計算方法為鑄件的最大壁厚*2min/mm，然后將鑄件以＜70℃/h的速度降溫冷卻，冷卻至＜260℃出爐空冷。
優選的，所述熱處理爐的爐內溫度均勻性偏差<10℃。
優選的，還在所述鑄件底部與熱處理爐之間支放墊鐵，所述墊鐵的高度≥700mm。
本發明通過在常規的低合金材料鑄鋼件中加入Ni元素，從而大幅度提高鑄件的強度，并且，鑄鋼件在制備的過程中淬火操作時，Ni元素的加入能夠提高鑄件的淬透性，使得淬火后鑄件的性能優良。
具體實施方式
本發明實施例提供了一種G17CrMo9-10材料的大型鑄鋼件,所述G17CrMo9-10材料的大型鑄鋼件的化學成分為C：0.13～0.20％、Si≤0.60％、Mn：0.50～0.90％、S≤0.020％、P≤0.020％、Cr：2.00～2.50％、Mo：0.9～1.20％、Ni：0.2～0.4％、V<0.05％、Cu<0.3％，余量為鐵。
進一步的，所述G17CrMo9-10材料的大型鑄鋼件的化學成分為C：0.16～0.19％、Si：0.30～0.50％、Mn：0.60～0.85％、S≤0.015％、P≤0.019％、Cr：2.15～2.45％、Mo：0.92～1.10％、Ni：0.2～0.4％、V<0.05％、Cu<0.3％，余量為鐵。
本發明通過在常規的低合金材料鑄鋼件中加入Ni元素，從而大幅度提高鑄件的強度，并且，鑄鋼件在制備的過程中淬火操作時，Ni元素的加入能夠提高鑄件的淬透性，使得淬火后鑄件的性能優良。
本發明中區別于現有技術還在于，本技術方案通過控制鑄鋼件產品的碳當量Ceq，進而根據Ceq來控制鑄件的強度、硬度，以提高鑄件的力學性能。因為Ceq是由多種元素影響得到綜合參數值，比較于通過控制單一元素來控制鑄件的某一性能，Ceq更能反映鑄件的綜合性能。
本發明還提出一種G17CrMo9-10材料的大型鑄鋼件的生產方法,包括熱處理步驟，所述熱處理步驟包括進爐、淬火、回火、鑄件缺陷檢測及焊補、過程焊后消應力、最終焊后消應力；
進爐：將鑄件送入熱處理爐，以＜100℃/h的升溫速度加熱到AC3+(50～100)℃,保溫時間按照鑄件的最大壁厚計算，計算方法為最大壁厚乘以1h/25mm，
AC3(℃)＝910℃-203℃*(％C)1/2-15.2℃*(％Ni)+44.7℃*(％Si)+104℃*(％V)+31.5℃*(％Mo)；
其中AC3為奧氏體化溫度，根據鑄件成分不同，AC3依據上述公式計算得到，從而根據鑄件的化學成分來控制溫度，這樣更有利于對鑄件的性能的控制。
淬火：將鑄件出爐后迅速進入淬火液淬火，保持鑄件進入淬火液時的溫度＞750℃，淬火液的溫度＜40℃，淬火介質采用濃度為10％～12％的PAG聚合物，淬火時間按照鑄件的最大壁厚計算，計算方法為最大壁厚乘以2min/mm，以降低鑄件變形和開裂的風險；
回火：將鑄件再次送入熱處理爐內，以＜70℃/h的升溫速度，將鑄件加熱到720±10℃，保溫，然后以＜70℃/h的速度降溫冷卻，冷卻至＜260℃出爐空冷，回火保溫時間按照鑄件的最大壁厚計算，計算方法為最大壁厚乘以2min/mm；
鑄件缺陷檢測及焊補：對鑄件進行缺陷檢測，并焊補；
過程焊后消應力：將焊補后的鑄件進熱出爐進行過程高溫消應力，過程高溫消應力的保溫溫度為680±10℃，保溫時間根據鑄件的焊補區的最大壁厚計算，計算方法為焊補區的最大壁厚乘以2min/mm，然后將鑄件以＜70℃/h的速度降溫冷卻，冷卻至＜260℃出爐空冷；
此步驟中對過程高溫消應力時溫度、時間根據焊補區的最大壁厚計算，因為焊補區的厚度存在比鑄件的最大壁厚要厚或要薄的現象，所以此步驟依據焊補區的最大厚度來控制溫度和時間，從而使得焊補區消應力充分、徹底。
最終焊后消應力：將經過程中的焊后消應力步驟處理后的鑄件再次進熱出爐進行最終高溫消應力，最終高溫消應力的保溫溫度700±5℃，保溫時間按照鑄件最大壁厚計算，計算方法為鑄件的最大壁厚*2min/mm，然后將鑄件以＜70℃/h的速度降溫冷卻，冷卻至＜260℃出爐空冷。
此步驟為對鑄件的最終消應力，所以溫度和時間依據鑄件最大壁厚計算，而且該溫度700±5℃大于過程高溫消應力的680±10℃，不僅能對鑄件進行徹底的消應力，而且，對于焊補區也進行了再次的補充消應力，避免焊補區仍然存在殘余應力。
進一步，所述熱處理爐的爐內溫度均勻性偏差<10℃，且鑄件放在熱處理爐的有效加熱區內，鑄件與四周爐膛距離＞500mm，避開火道。
進一步，還在所述鑄件底部與熱處理爐之間支放墊鐵，所述墊鐵的高度≥700mm，兩平行擺放墊鐵間距500mm。以防止鑄件局部過熱
對采用上述方法生產的鑄件進行抽樣，并對樣品進行化學成分檢測和分析，得到下表：
上表中的C、Si、Mn、P、S、Cr、Mo、Ni元素含量及其他性能參數是通過化學成分分析、檢測得到的，而碳當量Ceq是根據以下公式計算得到的：
Ceq＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15
可知，碳當量是由多種元素的綜合性能體現，表中可以看出，當碳當量≥0.93時，鑄件的各項性能參數均優異，從而使得之間的綜合性能優良。
本發明實施例方法中的步驟可以根據實際需要進行順序調整、合并和刪減。
本發明實施例裝置中的模塊或單元可以根據實際需要進行合并、劃分和刪減。
以上所揭露的僅為本發明較佳實施例而已，當然不能以此來限定本發明之權利范圍，本領域普通技術人員可以理解實現上述實施例的全部或部分流程，并依本發明權利要求所作的等同變化，仍屬于發明所涵蓋的范圍。