1Cr14Mn14Ni不锈钢环形件的锻造成形方法
【专利摘要】本发明公开了一种1Cr14Mn14Ni不锈钢环形件的锻造成形方法，其步骤为：将该不锈钢铸锭加热至1150～1180℃，经三镦三拔、变形量大于70％的开坯锻造后，得到锻态的该不锈钢坯料；再将该不锈钢加热至750～770℃保温30min后，降温至660～690℃，保温30min进行热处理；再将该不锈钢坯料加热至960～980℃锻造成形；利用锻造余热对其进行淬火，再对其进行回火，并采用快冷和缓冷结合的回火冷却方式，进行锻后热处理。该方法能使1Cr14Mn14Ni不锈钢锻件获得细小、均匀及高位错密度的奥氏体组织，从而获得良好的力学性能、耐蚀性、冷加工性和韧性。从而使1Cr14Mn14Ni不锈钢环形件能够代替高温合金、钛合金等贵重金属材料制造高强度的耐腐蚀的压气机机匣等零部件。
【专利说明】1Cr14Mn14Ni不锈钢环形件的锻造成形方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及不锈钢的锻造成形方法，特别是涉及了一种lCrl4Mnl4Ni不锈钢环形件的锻造成形方法。
【背景技术】
[0002]lCrl4Mnl4Ni不锈钢是一种经济型的奥氏体不锈钢，具有良好的耐大气腐蚀性能和低温力学性能，可用于代替高温合金、钛合金等贵重的金属材料制造高强度的耐腐蚀的压气机机匣等零部件。目前对lCrl4Mnl4Ni不锈钢的锻造，主要是考虑铸态组织的充分破碎和锻件的锻透性要求，通常lCrl4Mnl4Ni不锈钢锻件的晶粒度只能达到I?3级，而且混晶现象非常严重，达不到使用要求。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是提供一种lCrl4Mnl4Ni不锈钢环形件的锻造成形方法，可以使lCrl4Mnl4Ni不锈钢锻件获得细小、均匀及高位错密度的奥氏体组织，从而获得良好的力学性能、耐蚀性、冷加工性和韧性。
[0004]为解决上述技术问题，本发明所述lCrl4Mnl4Ni不锈钢环形件的锻造成形方法，其技术方案包括以下步骤:
[0005]第一步，将lCrl4Mnl4Ni不锈钢铸锭加热到1150?1180°C保温120min，在压力机上经三镦三拔后，得到锻态的lCrl4Mnl4Ni不锈钢坯料，其总变形量大于70%。
[0006]第二步，分段对lCrl4Mnl4Ni不锈钢坯料进行热处理，第一段加热至750?770V，到温后，保温30min ;第二段降温至660?690°C，到温后，保温30min，空冷至室温。
[0007]第三步，将lCrl4Mnl4Ni不锈钢坯料加热至960?980°C后保温30min，在压力机上镦粗、冲孔；再上环轧机轧制成形。
[0008]第四步，成形后的环形件，利用余热直接淬火冷却至250?270°C，冷却速度为30 ?40°C /s。
[0009]第五步，将淬火后的环形件250?270°C加热至600?650°C保温80?lOOmin，先以8?12°C /s的冷却速度快冷至450?470°C，然后采用4?6°C /s的冷却速度缓冷至400?430°C，再采用8?12°C /s的冷却速度快冷至300?350°C，再采用4?6°C /s的冷却速度缓冷至室温。
[0010]与现有技术相比，本发明的有益效果如下:
[0011]本发明所述的不锈钢的均匀奥氏体化锻造成形方法，lCrl4Mnl4Ni钢的开坯锻造温度为1150?1180°C，该温度高于Cr、Mn、Ni等合金元素的全固溶温度，低于奥氏体晶粒发生反常晶粒长大的温度，能在使Nb、V等合金元素溶入奥氏体晶粒中，同时又有利于获得细小均匀的原始奥氏体组织。
[0012]对开坯后的lCrl4Mnl4Ni钢坯料进行分段热处理，保证了奥氏体纵向组织均匀细化，确保了后续工序能够不损坏细化奥氏体组织。
[0013]采用锻造余热对lCrl4Mnl4Ni钢环形件进行直接淬火，减少了能耗，提高了生产效率。而以16?18°C /s的淬火冷却速度将环形件冷却至250?270°C，能够实现对奥氏体晶粒的再结晶控制，从而达到细化奥氏体晶粒的目的。
[0014]回火过程中，发生微合金碳氮化物在奥氏体基体中的沉淀析出，这些析出相一方面阻碍位错回复，使基体中位错密度保持在较高的水平；另一方面起到沉淀强化作用，能够显著提高锻件的回火稳定性。回火的冷却方式采用快冷和缓冷相结合，不仅提高了锻件的韧性和获得较好的综合力学性能，而且是组织更为均匀稳定，极少出现气孔及沙眼，获得细小、高位错密度的奥氏体组织。
[0015]经检测该ICr 14Mnl4Ni钢环形件的室温拉伸性能，其抗拉强度为1020?I10MPa(大于使用要求的912MPa)，断后伸长率为55%?60% (大于使用要求的35% )，断面收缩率为72%?78% (大于使用要求的70% )，完全满足了使用要求。
[0016]经检测该lCrl4Mnl4Ni钢环形件的晶粒度，达到了 7.5级(大于使用要求的5级)。
【具体实施方式】
[0017]实施本发明所述的lCrl4Mnl4Ni不锈钢环形件的锻造成形方法，需要提供高温加热炉、压力机、机械手，环轧机等设备。【具体实施方式】如下:
[0018]lCrl4Mnl4Ni不锈钢主要化学元素含量(重量百分比)为:含C量彡0.12%、含Mn量 13.0%?15.0%、含 Si 量彡 0.80%、含 Cr 量 13.0%?15.0%、含 Ni 量 1.0%?1.5%、含S量彡0.025%、含P量彡0.035%、余量为Fe。
[0019]lCrl4Mnl4Ni不锈钢环形件的锻造成形工艺步骤如下:
[0020](I)开坯锻造。将lCrl4Mnl4Ni不锈钢铸锭加热到1160°C保温120min，在压力机上经三镦三拔后，得到锻态的lCrl4Mnl4Ni不锈钢坯料，其总变形量大于70%。
[0021](2)坯料热处理。分段对lCrl4Mnl4Ni不锈钢坯料进行热处理，第一段加热至7600C，到温后，保温30min ;第二段降温至680°C，到温后，保温30min，空冷至室温。
[0022](3)锻造成形。将lCrl4Mnl4Ni不锈钢坯料加热至980°C后保温30min，在压力机上镦粗、冲孔；再上环轧机轧制成形。
[0023](4)淬火。成形后的环形件，利用余热直接淬火冷却至260°C，冷却速度为35°C /
So
[0024](5)回火。将淬火后的环形件从260°C加热至650°C保温80min，先以10°C /s的冷却速度快冷至460°C，然后采用5°C /s的冷却速度缓冷至420°C，再采用10°C /s的冷却速度快冷至320°C，再采用5°C /s的冷却速度缓冷至室温。
【权利要求】
1.一种lCrl4Mnl4Ni不锈钢环形件的锻造成形方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)将lCrl4Mnl4Ni不锈钢铸锭加热到1150?1180°C保温120min，在压力机上经三镦三拔后，得到锻态的lCrl4Mnl4Ni不锈钢坯料，其总变形量大于70% ； (2)分段对lCrl4Mnl4Ni不锈钢坯料进行热处理，第一段加热至750?770°C，到温后，保温30min ;第二段降温至660?690°C，到温后，保温30min，空冷至室温； (3)将lCrl4Mnl4Ni不锈钢坯料加热至960?980°C后保温30min，在压力机上镦粗、冲孔；再上环轧机轧制成形； (4)成形后的环形件，利用余热直接淬火冷却至250?270°C，冷却速度为30?40°C/s ； (5)将淬火后的环形件250?270°C加热至600?650°C保温80?lOOmin，先以8?120C /s的冷却速度快冷至450?470°C，然后采用4?6°C /s的冷却速度缓冷至400?4300C，再采用8?12V /s的冷却速度快冷至300?350°C，再采用4?6°C /s的冷却速度缓冷至室温。
2.根据权利要求1所述的lCrl4Mnl4Ni不锈钢环形件的锻造成形方法，其特征在于，所述步骤(I) lCrl4Mnl4Ni不锈钢铸锭加热温度为1160°C。
3.根据权利要求1所述的lCrl4Mnl4Ni不锈钢环形件的锻造成形方法，其特征在于，所述步骤(2)第一段热处理温度为760°C。
4.根据权利要求1所述的lCrl4Mnl4Ni不锈钢环形件的锻造成形方法，其特征在于，所述步骤(2)第二段热处理温度为680°C。
5.根据权利要求1所述的lCrl4Mnl4Ni不锈钢环形件的锻造成形方法，其特征在于，所述步骤(3)加热温度为980°C。
6.根据权利要求1所述的lCrl4Mnl4Ni不锈钢环形件的锻造成形方法，其特征在于，所述步骤(4)利用余热直接淬火冷却至260°C，冷却速度为35°C /s。。
7.根据权利要求1所述的lCrl4Mnl4Ni不锈钢环形件的锻造成形方法，其特征在于，所述步骤(5)是将淬火后的环形件从260°C加热至650°C保温80min，先以10°C /s的冷却速度冷却至460°C，然后采用5°C /s的冷却速度冷却至420°C，再采用10°C /s的冷却速度冷却至320°C，再采用5°C /s的冷却速度冷却至室温。
【文档编号】C21D9/40GK104148555SQ201410304911
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年6月30日 优先权日:2014年6月30日
【发明者】叶俊青, 苏春民, 王斌, 刘志棋, 陈明, 陈红芳, 徐东, 王文恋 申请人:贵州安大航空锻造有限责任公司