汽轮机用2Cr11MoVNbN锻件及其制造方法与流程

本申请属于环形锻件锻造技术领域，特别是涉及一种汽轮机用2Cr11MoVNbN锻件及其制造方法。

背景技术：

2Cr11MoVNbN锻件主要应用于汽轮机，其要求高，合金元素高，容易在锻造和热处理过程中开裂，高温持久难达到要求。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种汽轮机用2Cr11MoVNbN锻件及其制造方法，以克服现有技术中的不足。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本申请实施例公开一种汽轮机用2Cr11MoVNbN锻件，其化学成分按照质量比例包括：C：0.15～0.2；Si：0.2～0.6；Mn：0.6～0.9；P≤0.025；S≤0.025；Cr：10～11.5；Mo：0.7～1；Ni：0.3～0.6；Cu≤0.25；W≤0.25；V：0.15～0.25；Nb：0.05～0.15；N：0.05～0.09；Al：≤0.04；Co≤0.25；Ti≤0.04；Sn≤0.04，余量为Fe。

相应的，本申请还公开了一种用于所述汽轮机用2Cr11MoVNbN锻件的钢锭的冶炼方法，采用电炉+真空冶炼+真空脱气。

本申请实施例还公开了一种汽轮机用2Cr11MoVNbN锻件的制造方法，该锻件尺寸为Φ1317mm×Φ647mm×123mm，其制造方法包括：

(1)、下料

钢锭为电渣圆锭，其尺寸为Φ600×680mm；

(2)、加热

控制入炉温度小于600℃，并预热2小时；以≤150℃/h升温速度加热至830～850℃，保持温度3小时；以≤150℃/h升温速度加热至1160～1200℃，保持温度5小时；冷却；

(3)、锻造

坯料出炉后控制温度在1120℃以下；

镦拔制坯，采用三镦二拔，以锻透内部组织，包括：

s1、坯料镦粗至400mm；

s2、坯料倒棱滚圆后拔长至600mm；

s3、坯料墩粗至400mm；

s4、坯料倒棱滚圆后拔长至600mm；

s5、坯料墩粗至250mm；

s6、滚圆整形冲孔后压平至出坯高度175mm；

制坯完成后转移到碾环机进行碾制成型，然后进行锻后退火：以小于≤150℃/h升温速度加热至420～460℃，保持温度2h，以小于≤150℃/h升温速度加热至750～800℃，保持温度8h,炉冷到550℃空冷；预备热处理：不完全退火,以小于≤150℃/h升温速度加热至850～900℃，保持温度8h,炉冷到550℃空冷；

(4)、调质热处理

a、以小于≤180℃/h升温速度加热至1050～1070℃，保持温度淬火8.5h，介质水冷；

b、以小于≤150℃/h升温速度加热至620～640℃，保持温度进行一次回火16h，空冷；

c、以小于≤150℃/h升温速度加热至620～640℃，保持温度进行二次回火16h，空冷；

(5)、去应力退火：以小于≤150℃/h升温速度加热至580～620℃，保持温度8h,炉冷到450℃空冷。

优选的，在上述的汽轮机用2Cr11MoVNbN锻件的制造方法中，所述步骤(3)中，镦拔制坯过程中，一旦坯料温度低于1050℃，需回炉保温1～2小时。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明方法锻造和热处理过程中坯料不易开裂，高温持久性长，产品力学性能满足要求。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1所示为本发明具体实施例中锻件加热的曲线图；

图2所示为本发明具体实施例中锻件调质热处理的曲线图；

图3所示为本发明具体实施例中锻件的金相照片。

具体实施方式

本发明通过下列实施例作进一步说明：根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体的物料比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。

(1)钢锭冶炼

采用电炉+真空冶炼+真空脱气，

钢锭化学成分按照质量比例包括：C：0.15～0.2；Si：0.2～0.6；Mn：0.6～0.9；P≤0.025；S≤0.025；Cr：10～11.5；Mo：0.7～1；Ni：0.3～0.6；Cu≤0.25；W≤0.25；V：0.15～0.25；Nb：0.05～0.15；N：0.05～0.09；Al：≤0.04；Co≤0.25；Ti≤0.04；Sn≤0.04，余量为Fe。

(2)、下料

钢锭为电渣圆锭，其尺寸为Φ600×680mm；

(3)、加热

结合图1所示，控制入炉温度小于600℃，并预热2小时；以≤150℃/h升温速度加热至830～850℃，保持温度3小时；以≤150℃/h升温速度加热至1160～1200℃，保持温度5小时；冷却；

(4)、锻造

坯料出炉后控制温度在1120℃以下；

镦拔制坯，采用三镦二拔，以锻透内部组织，包括：

s1、坯料镦粗至400mm；

s2、坯料倒棱滚圆后拔长至600mm；

s3、坯料墩粗至400mm；

s4、坯料倒棱滚圆后拔长至600mm；

s5、坯料墩粗至250mm；

s6、滚圆整形冲孔后压平至出坯高度175mm；

制坯完成后转移到碾环机进行碾制成型，然后进行锻后退火：以小于≤150℃/h升温速度加热至420～460℃，保持温度2h，以小于≤150℃/h升温速度加热至750～800℃，保持温度8h,炉冷到550℃空冷；预备热处理：不完全退火,以小于≤150℃/h升温速度加热至850～900℃，保持温度8h,炉冷到550℃空冷；

镦拔制坯过程中，一旦坯料温度低于1050℃，需回炉保温1～2小时。

(5)、调质热处理，结合图2所示：

a、以小于≤180℃/h升温速度加热至1050～1070℃，保持温度淬火8.5h，介质水冷；

b、以小于≤150℃/h升温速度加热至620～640℃，保持温度进行一次回火16h，空冷；

c、以小于≤150℃/h升温速度加热至620～640℃，保持温度进行二次回火16h，空冷。

(6)、去应力退火：以小于≤150℃/h升温速度加热至580～620℃，保持温度8h,炉冷到450℃空冷。

对锻件进行力学性能检测，参数如表1。

表1

图3所示为所获得锻件的金相照片。

在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。