[发明专利]一种提高锻件冲击功的生产方法

说明书

本发明提供了一种提高09MnNiD锻件冲击功的生产方法，主要涉及金属锻造领域。本发明提供了一种提高09MnNiD锻件冲击功的生产方法，包括以下步骤：(1)原材料冶炼；(2)锻造；所述的锻造过程中原材料钢锭的加热时间为JB/T6052标准加热时间的1.5‑1.8倍，加热保温温度为1220‑1240℃，原材料为钢锭时，锻造比大于3；(3)热处理；所述的热处理为先进行一次退火处理和/或一次正火处理，然后采用淬火和回火处理。本发明通过优化加热温度和加热保温时间，严格控制参数减少了锻件的内部缺陷并且增加了组织致密度，性能热处理采用调质处理，明显提高了锻件的冲击性能和稳定性。

技术领域

本发明主要涉及金属锻造领域，尤其涉及一种提高锻件冲击功的生产方法。

背景技术

09MnNiD钢是在碳锰钢的基础上添加了0.45％-0.85％的镍元素，从而改善钢的低温冲击韧性，使钢在－45-－70℃低温范围内仍保持较高的强度和低温韧性。因此，在低温承压设备零件中得到了广泛应用,随着经济的高速发展，国内石化、化工对低温高韧性用钢的需求越来越大，09MnNiD钢作为-70℃级低温钢顶替进口低温钢材得到了广泛的应用，按照NB/T47009-2017的生产标准，要求09MnNiD锻件在-70℃低温时冲击功≥60J。

热处理是锻件生产过程中不可缺少的关键工序，合理正确的热处理可以赋予锻件优良的综合力学性能，保证产品在服役条件下的安全可靠性。在09MnNiD钢锻件的生产过程中，部分产品的性能热处理需要进行外委处理。回厂的锻件在力学性能测试过程中，有时会出现低温冲击吸收功低于标准规定值，且其数值波动幅度很大，产品的低温冲击韧性不合格，影响了产品的性能，并且锻件的制造是一个复杂的系统工程，锻件的质量与锻件用钢的冶炼、坯料的加热、锻造成型、锻后热处理、粗加工、性能热处理、理化检测、精加工等环节都息息相关，因此为生产出优质的09MnNiD钢锻件应加强以下工序的质量控制：(1)提高锻件用钢的纯净度，减少钢中非金属杂质物，严格控制钢中P、S、Sn、Sb、As等有害元素的含量；(2)钢坯在锻造时要有足够的锻造比，充分压实压透内部金属打碎钢种的树枝晶组织和非金属夹杂物，并且改善其分布形态。增强锻件内部金属的致密度，减少锻件的内部缺陷；(3)在热处理时控制处理温度，改变锻件用钢的晶粒大小、组织形态、第二相大小及分布，提高锻件经过调质处理后的塑韧性和冷脆抗力。

但是，经过一系列的改进，在生产过程中，尤其是大型锻件生产过程中，依然会出现低温冲击力不足或冲击功不稳定的情况，并且针对如何提升09MnNiD钢锻件的冲击力的报道也少之又少。

中国专利申请201610013786.X公开了一种低温钢法兰锻件及其生产方法，其材料中各化学成分比重为：C：0.09-0.12；Si：0.15-0.25；Mn:1.40-1.60；P：≤0.010；S：≤0.005；Cr：≤0.20；Cu：≤0.20；Ni：0.70-0.85；Nb：≤0.05，生产方法中，利用淬火温度935℃±10℃，回火温度为670℃±10℃进行热处理，本发明提供的低温钢法兰锻件，其材料化学组成成分中，通过降低P、S的含量来降低危害，且通过增加Mn和Ni比重来提高低温韧性；对于该发明所提供的低温钢法兰锻件的生产方法中，调质状态的热处理的温度高于正火+回火的温度，提高了低温法兰锻件的机械性能，且低温冲击功显著提高，但是该生产方法并没有在根本上解决09MnNiD低温冲击功不稳定的问题。

现有技术“影响09MnNiD钢锻件低温冲击韧性的因素及对策”中公开了提高锻件低温冲击韧性的措施，其采用电炉或氧气转炉冶炼+路外精炼的镇静钢，并且对锻件进行了调质处理，与正火+高温回火相比，淬火+高温回火的调质处理可以使锻件获得更加优质的强韧性，特别是低温冲击韧性有较好的提高，09MnNiD钢锻件调质处理的淬火温度宜采用上限值(930℃～940℃)，即为了提高09MnNiD锻件的冲击功需要对各个参数进行合理控制，但是依然会出现09MnNiD锻件冲击功不合格或不稳定的现象。

发明内容