[发明专利]一种不锈钢核电主管道锻造工艺

说明书

技术领域

本发明涉及锻造技术领域，尤其涉及一种不锈钢核电主管道锻造工艺。

背景技术

目前被广泛使用的“非能动型压水堆核电技术”的核心是用铀制成的核燃料在“反应堆”的设备内发生裂变而产生大量热能，再用处于高压下的水把热能带出，在蒸汽发生器内产生蒸汽，蒸汽推动汽轮机带着发电机一起旋转，电就源源不断地产生出来，并通过电网送到四面八方。核电站主管道是连接反应堆压力容器和蒸汽发生器的大厚壁承压管道，是核蒸汽供应系统输出堆芯热能的“大动脉”，是压水堆核电站的核一级关键设备之一。

核电站主管道采用超低碳控氮不锈钢316LN材质，加工制造难度大，其锻造难点主要有：

1)热锻时坯料表面出现表面热裂倾向。

2)316LN为奥氏体不锈钢，锻后不能采用热处理方式细化晶粒，只能通过锻造变形来细化晶粒。

3)锻件形状复杂，尤其热段L001A，两管嘴空间45°角，锻造难度大，不容易满足设计尺寸要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种不锈钢核电主管道锻造工艺，解决现有技术的不足，减少表面裂纹，细化管嘴部位晶粒度，满足设计尺寸要求。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种不锈钢核电主管道锻造工艺，其特征在于，采用316LN电渣锭坯料，冶炼时控制其有害成分S≤0.005％，P≤0.025％，锻打过程中及时对表面裂纹进行热清理，保证锻造比大于4，其构件共包括热段L001A、热段L001B、冷段A、冷段B、冷段C、冷段D、波动管I、波动管II、波动管III、波动管IV、波动管V十一段，按结构不同以及机械性能要求不同，将上述构件的锻造工艺分组为热段L001A、热段L001B、冷段组、波动管IIIV组、波动管IIIIV组，其中热段L001A的操作步骤如下：

1)用加热炉加热坯料，先将坯料加热至330-370℃，保温5-6小时，然后以不大于30℃/h的升温速率加热到620-660℃，保温14-15小时，然后再以不大于40℃/h的升温速率加热到1180-1250℃，保温20-30小时，即可出炉锻造，终锻温度不低于950℃；

2)压钳口，钳口尺寸与水压机镦粗台匹配；

3)预拔长，每次压下量40-60mm，拔长不到位时，返炉保温2-6小时；

4)反复二次镦粗拔长，镦粗不到位时，返炉保温16-24小时，拔长不到位时，返炉保温2-6小时，每次压下量50-150mm，由于主管道两管嘴在空间成45°夹角，为便于对两管嘴进行分度，最后将坯料拔成截面正八边形的棱柱；

5)对应管嘴位置引印，分段拔长，如拔长不到位，返炉保温2-6小时，锻打过程中坯料表面出现裂纹时，及时进行热清理，裂纹清理时保证宽度和深度比大于6∶1；

6)拔长修整，保证总锻造比大于4，拔长不到位，返炉保温2-6小时，局部锻打管嘴细化晶粒；

7)锻件成品后，放置于通风处，加快冷却至室温。

所述热段L001B的操作步骤如下：

1)用加热炉加热坯料，先将坯料加热至330-370℃，保温5-6小时，然后以不大于30℃/h的升温速率加热到620-660℃，保温14-15小时，然后再以不大于40℃/h的升温速率加热到1180-1250℃，保温20-30小时，即可出炉锻造，终锻温度不低于950℃；

2)压钳口，钳口尺寸与水压机镦粗台匹配；

3)预拔长，每次压下量40-60mm，拔长不到位时，返炉保温2-6小时；

4)反复三次镦粗拔长，镦粗不到位时，返炉保温16-24小时，拔长不到位时，返炉保温2-6小时，每次压下量50-150mm，如最后一次拔长不能拔长到要求尺寸，则增加一次镦粗；

5)对应管嘴位置引印，分段拔长，如拔长不到位，返炉保温2-6小时，锻打过程中坯料表面出现裂纹时，及时进行热清理，裂纹清理时保证宽度和深度比大于6∶1；

6)拔长修整，保证总锻造比大于4，拔长不到位，返炉保温2-6小时，局部锻打管嘴细化晶粒；

7)锻件成品后，放置于通风处，加快冷却至室温。

所述冷段组的操作步骤如下：

1)用加热炉加热坯料，先将坯料加热至330-370℃，保温5-6小时，然后以不大于30℃/h的升温速率加热到620-660℃，保温14-15小时，然后再以不大于40℃/h的升温速率加热到1180-1250℃，保温20-30小时，即可出炉锻造，终锻温度不低于950℃；

2)压钳口，钳口尺寸与水压机镦粗台匹配；