[发明专利]低合金高强度高冲击功特大型异形环锻件及其锻造方法

说明书

本发明公开了一种低合金高强度高冲击功特大型异形环锻件，以重量百分含量计，该低合金高强度钢包括如下成分：C：0.08~0.12%，Mn：0.5~0.6%，P：≤0.006%，S：≤0.006%，Si：0.5~0.65%，Cr：1.4~1.5%，Mo：0.55~0.65%，Ni：0.1~0.2%，Cu：≤0.15%，V：≤0.04%，Nb：0.03~0.04%，Al：0.02~0.04%，Sn：≤0.01%，As：≤0.01%，Sb：≤0.0012%，余量为Fe和杂质，再经过先冷锯水口、收冒口、热剁冒口、再进行三镦两拔、马架扩孔、异形辗环、预备热处理、粗车、锯开、预热、精整圆弧。通过上述方式，本发明优化原材料的化学成分，采用匹配合理的热处理制度，能够实现此材料经最大模拟焊后热处理，提高冲击功稳定性，提高产品一次交检合格率100%，避免了返工返修带来的能源浪费，缩短了生产周期和制造成本，提高了企业竞争力。

技术领域

本发明涉及锻件制造技术领域，特别是涉及一种低合金高强度高冲击功特大型异形环锻件及其锻造方法。

背景技术

低合金高强度钢SA336F11CL1为欧标ASME材料，其力学性能满足抗拉强度：415-585Mpa，屈服强度：≥310Mpa，延伸率：≥20%，断面收缩率≥45%，广泛用于锅炉、压力容器、高温零件及其辅助零件等能源领域。

近年来加氢技术高速发展，加氢反应器是炼油设备中的关键部位，其工作在高温、高压、临氢、高温硫和硫化氢的环境，使用条件苛刻，母材容易出现高温回火脆性，焊缝和母材会收到氢脆和氢致破坏。同时由于制造业的迅速发展，设备结构越来越大。如果投入大型设备，用传统工艺生产制造，投入成本巨大且成本非常高，且在市场竞争激烈的形式下竞争优势不明显。

目前国内对SA336F11CL1的研究较少，ASME中性能要求较低，一般情况都能达到。但是焦炭塔中特大型加氢反应器的力学性能要求较高，主要是经最大高温模拟焊后热处理后冲击韧性值存在差异，每组中三个冲击值无法全部合格，总是会存在较大差异。

日前我司接到一批国内石油化工公司订单，产品直径达10米，要求产品性能满足：经最大模拟焊后热处理PWHT（max）：热处理温度为690±10℃，保温时间为18-20h后，Akv（-20℃横向）：三个平均值≥54J，其中一个最低值≥47J，经过大量的试验均无法满足，在试验中做出的最低冲击功只有12J，高的有160J。

对上述事件进行分析研究发现：产品规格已超出我司现有设备能力，由于是分体交付，更改传统工艺，利用现有设备，在保证弧长、壁厚的情况下，轧制一个普通环件，再利用压机精整圆弧曲率，确保我司能够生产。同时常规力学性能及经最小模拟焊后热处理后性能均能合格，可是经最大模拟焊后热处理，合格率非常低，其中一个变量就是高温时间持续很长，该材料的回火脆性较大。

由于合金元素、非金属夹杂物及热处理制度都对材料的回火脆性有所影响，故需要优化原材料的化学成分配比，提高原材料的纯净度、优化热处理工艺制度，以此来抑制该材料的回火脆性。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种低合金高强度高冲击功特大型异形环锻件及其锻造方法，优化原材料的化学成分，采用匹配合理的热处理制度，能够实现此材料经最大模拟焊后热处理，提高冲击功稳定性，提高产品一次交检合格率100%，避免了返工返修带来的能源浪费，缩短了生产周期和制造成本，提高了企业竞争力。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种低合金高强度高冲击功特大型异形环锻件，以重量百分含量计，该低合金高强度钢包括如下成分：