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CN111618216A - 一种提高18CrNiMo7-6锻件探伤合格率的方法 - Google Patents

一种提高18CrNiMo7-6锻件探伤合格率的方法 Download PDF

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李姚君
丁佐军
陆秦旭
郜均虎
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Abstract

本发明公开了一种提高18CrNiMo7‑6锻件探伤合格率的方法，属于高温合金锻造技术领域，其技术方案要点是包括以下步骤：S1、原材料下料；S2、锻造加热：将原材料加热；S3、锻造：第一工步：取S2中加热完成的原材料，对原材料进行上平板镦粗和上平板拔长，充分破碎钢锭铸态组织，采取高温大变形的方式，压实钢锭，第二工步：对第一工步处理完成的原材料进行上平板镦粗和上砧拔长，得到锻件；S4、锻后冷却：将锻件置入炉中均匀缓冷至300℃出炉，之后锻件空冷；S5、预备热处理：锻件采取900‑950℃正火，之后锻件空冷至室温，然后锻件采取600‑750℃回火，最后锻件空冷至室温，本发明的优点在于改善锻件组织结构，提高锻件的探伤合格率低。

Description

一种提高18CrNiMo7-6锻件探伤合格率的方法
技术领域
本发明涉及高温合金锻造技术领域，特别涉及一种提高18CrNiMo7-6锻件探伤合格率的方法。
背景技术
随着经济和社会的发展，我国也顺应时代和人民的需求提高可持续发展的方针，越来越多的新型能源进入到我们的视野中，如核电、水电、风电和地热发电在能源产业中的占比越来越大。利用风力发电非常环保，且风能蕴量巨大，因此日益受到世界各国的重视，总所周知我国中西部地缘辽阔，更是具有青藏高原和黄土高原，蕴含着丰富的风能资源。2019年，全球新增风电装机容量超过60GW，同比增长19％，累计装机达到650GW。其中，陆上风电新增装机54.2GW，同比增长17％，带动我国风能发电产业相关的发展。
18CrNiMo7-6钢是一种制造风电和工业渗碳齿轮用钢，齿轮箱锻件18CrNiMo7-6锻件需求量爆发式增长，并且该锻件的探伤要求也随之提高，由于18CrNiMo7-6是白点敏感钢种，采用普通的去氢退火易出现白点缺陷，在之后的锻造过程中奥氏体转变不完全，在组织中存在残余的奥氏体，造成在之后的机加工中，残余的奥氏体随时间逐渐向马氏体转变，这种变化引起的切应力和拉应力变化，导致组织出现断裂，锻件的探伤合格率低。
发明内容
本发明的目的是提供一种提高18CrNiMo7-6锻件探伤合格率的方法，其优点在于改善锻件组织结构，提高锻件的探伤合格率低。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种提高18CrNiMo7-6锻件探伤合格率的方法，包括以下步骤：
S1、原材料下料；
S2、锻造加热：将原材料送入锻造加热炉中加热；
S3、锻造：第一工步：取S2中加热完成的原材料，对原材料进行上平板镦粗和上平板拔长，充分破碎钢锭铸态组织，采取高温大变形的方式，压实钢锭，第二工步：对第一工步处理完成的原材料进行上平板镦粗和上砧拔长，得到锻件；第三工步：锻件镦粗冲孔；第四工步：锻件碾环；
S4、锻后冷却：将锻件置入炉中均匀缓冷至300℃出炉，之后锻件空冷；
S5、预备热处理：锻件采取900-950℃正火，之后锻件空冷至室温，然后锻件采取600-750℃回火，最后锻件空冷至室温。
进一步的，在步骤S3的第一工步中，上平板镦粗的镦粗速度控制在300-1000mm/min范围内。
进一步的，在步骤S3的第一工步中，镦粗到工艺要求高度之后，保压10s-100s，使锻件中心疏松和缺陷有时间充分压实。
进一步的，在步骤S3的第二工步中，上砧拔长时，送给量控制0.2-0.7倍上砧宽。
进一步的，在步骤S3的第二工步中，拔长时上砧的压下量范围是30-100mm。
进一步的，在步骤S2中，原材料以≤600℃的初始温度入炉，之后以≤120℃/h加热速度升温至750-950℃并保温，然后原材料以≤200℃/h升温至1230-1280℃并保温。
进一步的，原材料在750-950℃保温时间为T1，T1＝原材料最大有效截面*0.2-0.8min/mm，原材料在1230-1280℃保温时间为T2，T2＝原材料最大有效截面*0.2-0.8min/mm。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1.在锻造的过程中，采用两次镦粗和拔长，第一次将锻件的心部压实，第一次将锻件的表面压实，充分破碎钢锭铸态组织，采用高温大变形的方式消除残余奥氏体，破碎组织的同时消除了由于残余的奥氏体引起的应力变化，从而减少锻件的组织的缺陷，提高锻件探伤的合格率。
2.在第一工步中镦粗速度控制在300-1000mm/min的范围内进行快速镦粗，有利于更快速的破碎原有的晶体组织。
3.保压时间在10s-100s内，使锻件的中心疏松和缺陷有充足的时间充分压实，进一步提高锻件的探伤合格率。
4.在第二工步中，合理控制拔长的压下量，提高锻件表面压实效果。
附图说明
图1是提高18CrNiMo7-6锻件探伤合格率的方法的步骤结构示意图。
图2是锻件金相检测中锻件的金相显微图A；
图3是锻件金相检测中锻件的金相显微图B；
图4是锻件金相检测中锻件的金相显微图C；
图5是锻件金相检测中锻件的金相显微图D。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例：一种提高18CrNiMo7-6锻件探伤合格率的方法，如图1所示，包括以下步骤：
S1、原材料下料：将冶炼完成的18CrNiMo7-6钢锭进行水口和冒口的切除，将钢锭作为原材料，水口部分切除3-5％，冒口切除12-18％。
S2、锻造加热：将S1中下料完成的原材料送入到锻造加热炉中，原材料以≤600℃的初始温度入炉，之后以≤120℃/h加热速度升温至750-950℃并保温，保温时间为T1，T1＝原材料最大有效截面*0.2-0.8min/mm，然后原材料以≤200℃/h升温至1230-1280℃并保温，保温时间为T2，T2＝原材料最大有效截面*0.2-0.8min/mm。
S3、锻造：包括第一工步、第二工步、第三工步和第四工步。
第一工步：取S2中加热完成的原材料，使用压机进行上平板镦粗，镦粗平均速度控制在300-1000mm/min范围内，采取快速镦粗方式，充分破碎钢锭铸态组织，采取高温大变形方式，压实钢锭，使锻件组织更加均匀；镦粗至接近工艺要求高度尺寸后，让压机在该尺寸附近保压10s-100s，使原材料中心疏松和缺陷有时间充分压实，最后对原材料进行上平板拔长。
第二工步：取第一工步中取得的原材料进行上平板镦粗和上砧拔长，其中在采取上砧拔长的时候，送给量控制0.2-0.7倍上砧宽，每次压下量30-100mm，进一步将原材料的表面积压实，最后得到初始锻件。
第三工步：按工艺要求将锻件镦粗到设计尺寸，之后在锻件上冲孔。
第四工步：将锻件碾环至要求尺寸。
S4、锻后冷却：首先将S3中得到的锻件放入到锻造加热炉中均匀缓冷至300℃，之后锻件出炉空冷。
S5、预备热处理：对锻件采取900-950℃正火，之后锻件空冷至室温，然后对锻件采取600-750℃回火，最后将锻件空冷至室温。
S6、机加工：将环形锻件的上端面和下端面进行见光。
S7、探伤：对锻件进行探伤。
锻件综合探伤检测：
实验准备：准备牌号号为18CrNiMo7-6的试样两组。
金相检测：使用金相显微镜检测锻件的微观组织。
锻件微观组织展示：锻件的微观组织如图2、图3、图4和图5所示。
Figure BDA0002522111970000051
结论：1、头部：头部低倍组织：中心疏松1.0级，未见缩孔、中心裂纹、中间裂纹、皮下气泡及皮下裂纹缺陷。
2、尾部：尾部低倍组织：中心疏松1.0级，未见缩孔、中心裂纹、中间裂纹、皮下气泡及皮下裂纹缺陷。
3、按ASTM E112-13评级，晶粒度为6.5级，符合验收标准要求。
(晶粒度：通过950℃保温80小时)，按GB/T 13299评级,带状组织等级为2.0级，符合验收标准要求。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (7)

1.一种提高18CrNiMo7-6锻件探伤合格率的方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、原材料下料；
S2、锻造加热：将原材料送入锻造加热炉中加热；
S3、锻造：第一工步：取S2中加热完成的原材料，对原材料进行上平板镦粗和上平板拔长，充分破碎钢锭铸态组织，采取高温大变形的方式，压实钢锭，第二工步：对第一工步处理完成的原材料进行上平板镦粗和上砧拔长，得到锻件；第三工步：锻件镦粗冲孔；第四工步：锻件碾环；
S4、锻后冷却：将锻件置入炉中均匀缓冷至300℃出炉，之后锻件空冷；
S5、预备热处理：锻件采取900-950℃正火，之后锻件空冷至室温，然后锻件采取600-750℃回火，最后锻件空冷至室温。
2.根据权利要求1所述的一种提高18CrNiMo7-6锻件探伤合格率的方法，其特征在于：在步骤S3的第一工步中，上平板镦粗的镦粗速度控制在300-1000mm/min范围内。
3.根据权利要求1所述的一种提高18CrNiMo7-6锻件探伤合格率的方法，其特征在于：在步骤S3的第一工步中，镦粗到工艺要求高度之后，保压10s-100s，使锻件中心疏松和缺陷有时间充分压实。
4.根据权利要求1所述的一种提高18CrNiMo7-6锻件探伤合格率的方法，其特征在于：在步骤S3的第二工步中，上砧拔长时，送给量控制0.2-0.7倍上砧宽。
5.根据权利要求1所述的一种提高18CrNiMo7-6锻件探伤合格率的方法，其特征在于：在步骤S3的第二工步中，拔长时上砧的压下量范围是30-100mm。
6.根据权利要求1所述的一种提高18CrNiMo7-6锻件探伤合格率的方法，其特征在于：在步骤S2中，原材料以≤600℃的初始温度入炉，之后以≤120℃/h加热速度升温至750-950℃并保温，然后原材料以≤200℃/h升温至1230-1280℃并保温。
7.根据权利要求6所述的一种提高18CrNiMo7-6锻件探伤合格率的方法，其特征在于：原材料在750-950℃保温时间为T1，T1＝原材料最大有效截面*0.2-0.8min/mm，原材料在1230-1280℃保温时间为T2，T2＝原材料最大有效截面*0.2-0.8min/mm。
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