[发明专利]阶梯锻造材料的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锻造奥氏体类不锈钢来形成凸缘部和小径的轴部的阶梯锻造材料的制造方法。

背景技术

以往，由奥氏体类不锈钢构成的具有凸缘部和小径的轴部的部件，被应用于在航空器、核能这样的领域的机械部件等，尤其被应用于要求优异的韧性和强度的情况中。

在锻造成具有凸缘部和小径的轴部的形状、实施所谓的阶梯锻造上，为了同时实现韧性和强度所需要的是使合金组织的优化。例如根据日本特开平4-190941号公报（专利文献1）被指出产生如下问题：仅以1次加热、即在锻造途中不进行再加热的情况下进行锻造时会出现由加工热量产生的组织的粗大化，或者在锻造途中进行完再加热后会产生的细粒组织的不均匀。并且，在专利文献1中公开有为了解决该问题，应用四锤头径向锻造机，并且不是只进行一次小径部分的锻拔，而是将分为两个以上阶段来进行锻拔，且仅向一个方向进行锻拔的方法。

另外，根据日本特开2003-334633号公报（专利文献2），作为以成品率较佳且短时间形成凸缘部和轴部的方法，还提供有同时锻造两个、四个工件的锻造方案。

专利文献1：日本特开平4-190941号公报

专利文献2：日本特开2003-334633号公报

发明要解决的问题

专利文献1所指出的课题是尤其关注在阶梯锻造中的小径部的组织的方法。

然而，根据本发明者等对奥氏体类不锈钢的阶梯锻造的研究，可以利用最优化的加热温度和锻造比来实现解决由加工热量产生的组织粗大化的问题，但是还是直接面对了尤其是难以实现大径的凸缘部的组织的微细化这样的问题。

详细而言，在从柱状的原材料进行制造时，与作为大径部分的凸缘部相比，作为小径部分的轴部能够采取较大的锻造比，在调整形成时的温度和锻造比过程中能够累积应变，在锻造后的固溶化热处理中能够获得具有微细的再结晶粒的组织。然而，与小径部分的轴部相比，作为大径部分的凸缘部不能采用较大的锻造比，而难以获得均匀微细的组织。

另外，在形成小径的轴部之前、或者在形成小径的轴部的途中进行加热工序时，有因锻造后的固溶化热处理产生凸缘部的组织粗大化这样的问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种能够使组织易于粗大化的构成大径部分的凸缘部形成均匀微细的组织、能够使小径的轴部的组织也形成均匀微细的组织的阶梯锻造材料的制造方法。

用于解决问题的方案

本发明者等发现了如下锻造条件而完成了本发明，该锻造条件为在锻造形成凸缘部之前进行了加热以后，在锻造工序中应用不进行加热的工序，在该工序中能够获得适当的均匀微细组织。

即本发明是一种阶梯锻造材料的制造方法，其中，包括如下步骤：

获得一次锻造材料的步骤，将由奥氏体类不锈钢构成的锻造用柱状原材料加热到1000℃～1080℃，之后在不对该原材料进行加热的情况下，通过重复进行将该原材料从轴向一端至另一端输送到锻造装置接着向反方向输送该原材料的锻造动作的往复锻造，以1.5以上的锻造比将该原材料的全长锻造成圆柱状；

获得二次锻造材料的步骤，在不对一次锻造材料进行再加热的情况下，在该一次锻造材料的表面温度未从上述原材料的加热温度下降200℃以上的温度的条件下开始锻造，通过重复进行将该一次锻造材料从轴向一端至规定位置输送到上述锻造装置接着向反方向输送该原材料的锻造动作的往复锻造而逐渐形成小径的轴部，在最终锻造部分的表面温度从上述原材料的加热温度降低300℃以上的温度之前结束锻造，从而形成了大径的凸缘部和小径的轴部；以及

进行固溶化热处理的步骤，以1040℃～1100℃将该二次锻造材料加热30分钟以上。

在本发明中，优选获得一次锻造材料的锻造比为1.5～1.9，从一次锻造材料获得二次锻造材料的小径的轴部的锻造比为3.0以下。

另外，应用于本发明的锻造优选是通过四锤头径向锻造装置来进行的，该四锤头径向锻造装置通过从被锻造材料的轴向的正交的4个方向沿径向同時进行锻造并一边使上述被锻造材料绕上述轴转动一边沿轴向输送上述被锻造材料来进行锻造。

发明的效果

根据本发明的阶梯锻造材料的制造方法，由于能够在阶梯锻造材料的全长上获得均匀微细的组织，因此，成为有效的手段，以获得要求有高可靠性的航空器、核能这样的领域的机械部件。

附图说明