[发明专利]一种CrNiMoV高压用钢锻件晶粒细化的加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及钢铁材料制造工艺控制领域，尤其涉及一种改善锻件的综合力学性能指标的CrNiMoV高压用钢锻件晶粒细化的加工方法。

背景技术

目前生产CrNiMoV的高压用钢锻件中，大多采用这样的工艺：电炉冶炼、真空精炼、电渣重熔、油压机镦粗、拔长、机加工及调质热处理，由于锻造过程中砧宽比、热处理工艺及合金元素控制不合理，在生产过程中容易出现超探存在草状波、晶粒度不合、性能不合等问题，使产品的不合格率大大提高，降低生产效率，提高了生产成本。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中存在的高压用钢锻件内部超探存在草状波、晶粒度不合、性能不合等问题提供一种通过控制原料化学成分、改变生产工艺来提高生产效率、降低生产成本的CrNiMoV高压用钢锻件晶粒细化的加工方法。

本发明的技术方案是这样实现的：一种CrNiMoV高压用钢锻件晶粒细化的加工方法，步骤如下：

步骤S01：选用二级及二级以上废钢、镍料头、钢屑、含镍生铁及海绵铁作为电渣锭，并控制各元素的含量为：C为0.31～0.35％、Si为0.15～0.30％、Mn为0.50～0.65％、Ni为3.00～3.10％、Cr为0.90～1.00％、Mo为0.45～0.52％、Al为0.02～0.05％、V为0.05～0.10％、P不大于0.015％、S不大于0.010％，五害元素Pb、As、Sn、Sb、Bi成分均小于0.02%，气体含量中控制各元素的量为：[H]不大于2.0ppm、[O]不大于30ppm、[N]不大于150ppm；

步骤S02：对步骤S01中选用的材料进行锻前加热，加热至1180～1210℃温度范围，并在此温度范围内保温15个小时；

步骤S03：对所述步骤S02中加热后的电渣锭进行宽砧压实及控温锻造处理；

步骤S04：对所述步骤S03中锻造后的锻件进行预备热处理；

步骤S05：对所述步骤S04中预备热处理后的锻件进行淬火处理，而后在600±10℃进行回火处理。

所述步骤S03中采用多次镦粗和拔长的锻造方式，拔长时采用900宽砧主变形进行拔长，保证砧宽比为0.6～0.8，确保锻件内部压实，在锻造过程中预留1.5的锻造比在750～780℃温度范围内进行控温锻造。

所述步骤S04中预备热处理的方法为：首先将锻件空冷至400～450℃后入炉执行扩氢退火；退火后在880~900℃温度范围内进行正火，正火后采用风冷将锻件快速冷却至450℃，然后再空冷至350～400℃。

在所述步骤S05中淬火之前首先对锻件进行两次正火处理，然后采用电阻加热炉加热至870±10℃奥氏体化后，保温5小时。

在所述步骤S05淬火处理中，淬火水冷时前五分钟注冷水。

本发明的技术方案产生的积极效果如下：本发明对高压用钢锻件的化学成分进行优化控制，锻造过程中采用宽砧压实及控温锻造；锻后采用退火+正回火的热处理方式，调质处理时加强淬火力度，强化冷却效果，适当提高回火温度，即通过双重均匀、细化晶粒的工艺手段有效解决高压用钢锻件中出现的超探杂波、晶粒度混晶、性能不合等问题；使得高压用钢锻件具有较细的实际晶粒度，较高的纵、横向力学性能，并达到较高的抗低温冲击韧性。

根据CrNiMoV高压用钢锻件的材料特性，对生产高压用钢锻件的原料的化学成分进行优化控制，选用二级及二级以上废钢、镍料头、钢屑、含镍生铁及海绵铁作为电渣锭，并控制各元素的含量为：C为0.31～0.35％、Si为0.15～0.30％、Mn为0.50～0.65％、Ni为3.00～3.10％、Cr为0.90～1.00％、Mo为0.45～0.52％、Al为0.02～0.05％、V为0.05～0.10％、P不大于0.015％、S不大于0.010％，五害元素Pb、As、Sn、Sb、Bi成分均小于0.02%，气体含量中控制各元素的量为：[H]不大于2.0ppm、[O]不大于30ppm、[N]不大于150ppm，这样的比例及选择符合各个元素的力学性能及可充分满足对晶粒度的要求。

对所述步骤S01中选用的材料进行锻前加热，加热至1180～1210℃温度范围，并在此温度范围内保温15个小时，使得原料的组织及成分充分均匀化。