[发明专利]一种热核聚变堆用不锈钢大锻件的生产方法

权利要求书

1. 一种热核聚变堆用不锈钢大锻件的生产方法，其特征在于：包括下述步骤：

（一）钢锭预处理

钢锭要求：钢锭是圆锭、方锭、八边形、六边形锭中的一种，钢锭需要锯切掉头尾部分，且切掉头尾后的高度与断面外接圆直径之比在1.0 -2.0之间；

（二）钢锭第一次加热工艺

钢锭以冷锭或带温钢锭进入加热炉加热，升温到1210±20℃，保温4小时-8小时，保证钢锭内部、外部温度烧透、均一，保温时间达到要求后进行锻造；

（三）钢锭锻造工艺

采用自由锻造工艺，在液压锻造机上进行锻造；

钢锭出炉后，测得钢锭高/径比≤1.8，先沿径向方向锻造，每道次锻造变形量控制在钢锭直径的2%-10%，转动钢锭，多个道次锻造，把钢锭锻造成圆柱体；径向锻造后，控制圆柱体的高/圆柱体直径在1.5-2.5；

钢锭出炉后，测得钢锭高/径比在1.8-2.5之间，直接进行以下锻造操作；

第一次镦粗锻造：把圆柱体钢锭竖立进行锻造，锻造高度方向总变形率控制在钢锭高度的35%-48%；测量钢锭表面温度；

第一次拔长锻造：镦粗之后，再次从钢锭原始径向进行锻造，转动坯料，每道次锻造变形量控制在钢锭直径的2%-10%，均匀变形，锻造成圆柱体，使锻造后的坯料高度/坯料直径在1.5-2.5；测量钢锭表面温度；

以上锻造过程中，每次锻造完毕都需要测量钢锭表面温度，当终锻温度下降到900-950℃，停止锻造，把坯料送到加热炉进行二次加热；钢锭表面温度为950℃以上时，继续进行锻造；

（四）二镦二拔工艺：

第一次拔长后，根据上面镦粗锻造工艺要求，进行第二次镦粗锻造：控制变形率为：变形后钢锭高度为初始高度的35%-45%；

二次镦粗之后，再按照上述拔长工艺要求，进行第二次拔长锻造，控制变形率为：锻造后的坯料高度/坯料直径在1.5-2.5；

以上锻造过程中，每次锻造完毕都需要测量钢锭表面温度，当终锻温度下降到900-950℃，停止锻造，把坯料送到加热炉进行三次加热；钢锭表面温度为950℃以上时，继续进行下步成品整形工序；

（五）成品整形：

两镦两拔后，沿着径向高度方向锻造，并使锻件断面呈矩形或正方形，控制每道次变形量在成品尺寸的2%-15%，反复锻造直到达到成品锻件形状及公差范围之内；

（六）成品锻件热处理工艺：

锻造后的成品，入热处理炉进行热处理，出炉后入水池快速冷却到室温。

2.根据权利要求1所述的热核聚变堆用不锈钢大锻件的生产方法，其特征在于：所述步骤（二）钢锭第一次加热工艺,具体操作为：钢锭以冷锭或带温钢锭进入加热炉加热，在500℃以下的加热速度≤80℃/h,500℃-1100℃范围内的加热速度≤150℃/h,在1100℃±20℃时保温3小时-3.5小时，保证钢锭内部、外部温度烧透、均一，保温时间达到要求后，快速升温到1210±20℃，保温4小时-8小时，其中保温2小时-2.5小时后，钢锭翻转一次，保证钢锭每个面加热温度一致。

3.根据权利要求1所述的热核聚变堆用不锈钢大锻件的生产方法，其特征在于：所述步骤（三）钢锭锻造工艺中，钢锭二次加热时：钢锭第二次加热温度为1160-1220℃，保温时间为2小时-3小时。

4.根据权利要求1所述的热核聚变堆用不锈钢大锻件的生产方法，其特征在于：所述步骤（四）二镦二拔工艺中，钢锭三次加热时：钢锭第三次加热温度为1140-1200℃，保温时间为2小时-3小时。

5.根据权利要求1所述的热核聚变堆用不锈钢大锻件的生产方法，其特征在于：所述钢锭坯料返回加热炉的次数控制在1-2次，即钢锭在锻造过程中仅进行二次加热或三次加热。

6.根据权利要求1所述的热核聚变堆用不锈钢大锻件的生产方法，其特征在于：所述不锈钢大锻件的厚度为300-1000mm；宽度为300-1800mm；长度为500-2200mm。

7.根据权利要求1所述的热核聚变堆用不锈钢大锻件的生产方法，其特征在于：所述步骤（六）成品锻件热处理工艺中，热处理具体过程为：在30分钟内，装入热处理炉进行处理,热处理加热温度1050-1150℃，锻件成品厚度保温时间：0.5-3分钟/毫米厚度，锻件出炉后入水池快速冷却到室温。

8.根据权利要求1所述的热核聚变堆用不锈钢大锻件的生产方法，其特征在于：所述步骤（六）成品锻件热处理工艺中，热处理具体过程为：锻后锻件直接入水池冷却后，再入热处理炉进行热处理，热处理加热温度1050-1150℃，锻件成品厚度保温时间：0.5-3分钟/毫米厚度，锻件出炉后入水池快速冷却到室温。