[发明专利]提高10Cr11Co3W3NiMoVNbNB马氏体不锈钢锻件晶粒度的热处理方法

说明书

本发明涉及马氏体耐热不锈钢热处理技术领域，特别涉及提高10Cr11Co3W3NiMoVNbNB马氏体不锈钢锻件晶粒度的热处理方法；包括预备热处理、性能热处理、第一次回火处理以及第二次回火处理。本发明在性能热处理工艺前增加了一道预备热处理工艺，并且在性能热处理淬火加热时，增加了一道高温阶段的长时间保温工艺，然后再缩短高温淬火温度的保温时间，以获得晶粒度≥4的锻材产品；相较于传统热处理工艺而言，获得的锻件产品质量好，不会出现锻件产品晶粒度不合格以及伴随混晶的现象，大大减少了返工次数，节约了生产时间，有效提高了生产效率，进而不会影响交货周期，同时，降低了锻件产品的开裂报废风险，可有效节省生产成本，为企业创造了良好的经济效益。

技术领域

本发明涉及马氏体耐热不锈钢热处理技术领域，特别涉及提高10Cr11Co3W3NiMoVNbNB马氏体不锈钢锻件晶粒度的热处理方法。

背景技术

10Cr11Co3W3NiMoVNbNB属于马氏体耐热不锈钢，是我国从国外引进的一种新材料；该材料主要用于超(超)临界汽轮机的高温载荷零部件，产品主要涉及汽轮机阀座、红套环等锻件，因此运用非常广泛。

但是，该材料类型锻件在工厂实际生产中，经过性能热处理后经常会出现晶粒度粗大、混晶等性能不合格的现象。出现该现象的原因在于：该材料的设计使用温度为660℃，需要该材料不仅要满足常温的力学性能，还得满足高温660℃的高温持久力学性能。因此，为了满足高温持久性能，需要该材料的性能热处理淬火温度非常高，通常淬火温度在1085℃-1115℃左右；在后续试验检测过程中测得：该材料的相变温度点Ac1为780℃左右，Ac3为905℃左右，Ms为365℃左右。常规材料的性能热处理淬火温度为Ac3温度点以上30℃-50℃。而该材料的淬火温度点比相变温度点高出了180℃以上。因此在这么高的淬火温度下，必然导致淬火后晶粒度粗大的现象。

根据工厂实际统计表明，该材料产品在性能热处理前的原始晶粒度较差，一般在1-2级左右。由于该钢种合金元素含量多，淬透性强，组织遗传性明显，通过传统的锻后预处理工艺很难将锻件的原始晶粒度细化下来。而产品的原始晶粒度较差，往往在后续的性能热处理中需要伴随着多次的热处理返工，同时多次热处理返工又对锻件力学性能有影响，并且反复热处理对锻件变形、开裂等有较大的风险。并且，该材料通过传统的热处理工艺做出来的产品晶粒度一般在0-1级左右，所得到材料产品晶粒度不佳。

为此，提出提高10Cr11Co3W3NiMoVNbNB马氏体不锈钢锻件晶粒度的热处理方法。

发明内容

为解决上述技术问题，提供提高10Cr11Co3W3NiMoVNbNB马氏体不锈钢锻件晶粒度的热处理方法，本技术方案解决了上述背景技术中提出的产品的原始晶粒度较差通过传统的锻后预处理工艺很难将锻件的原始晶粒度细化下来，在后续的性能热处理中需要伴随着多次的热处理返工，同时多次热处理返工又对锻件力学性能有影响，并且反复热处理对锻件变形、开裂等有较大的风险。并且，该材料通过传统的热处理工艺做出来的产品晶粒度一般在0-1级左右，所得到材料产品晶粒度不佳的问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

提高10Cr11Co3W3NiMoVNbNB马氏体不锈钢锻件晶粒度的热处理方法，包括：

预备热处理，将粗加工后的锻件装入高温井式电炉中，随高温井式电炉升温至预热温度650℃±20℃，保温3h，再升温至正火温度1030℃±20℃，保温8h，随后将锻件吊出，空冷备用；

性能热处理，将经过预备热处理的锻件再次装入高温井式电炉中，随高温井式电炉升温至预热温度650℃±20℃，保温3h，再升温至预热温度1030℃±20℃，保温5h，随后再升温至淬火温度1100℃±10℃，保温2h，再将锻件吊出，淬入淬火油中冷却备用；