一种316L奥氏体不锈钢锻件的强化锻造工艺的制作方法

本发明涉及不锈钢锻件制备，具体涉及一种316l奥氏体不锈钢锻件的强化锻造工艺。

背景技术：

1、316l奥氏体不锈锻件具有良好的韧性、较高的塑性、较强的耐腐蚀性、优异的综合加工性能和焊接性能，在核工业、石油化工行业、海洋工程、结构装饰、低温技术乃至日常生活等领域都得到广泛应用。但是，由于316l奥氏体不锈钢锻件的强度不高，无法满足一些需要有较高抗拉强度和较高屈服强度要求的使用场合，导致其使用受到一定的限制。

2、为此，有必要针对上述问题，通过改进现有的316l奥氏体不锈钢锻造工艺，提高316l奥氏体不锈钢锻造抗拉强度和较高屈服强度。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提出一种316l奥氏体不锈钢锻件的强化锻造工艺，旨在提高316l奥氏体不锈钢锻造抗拉强度和屈服强度。具体的技术方案如下：

2、一种316l奥氏体不锈钢锻件的强化锻造工艺，将316l钢锭依次经过加热、锻造、固溶处理、机加工后，再在600～650℃温度下进行变形量55～65％的温压变形，然后经快速入水冷却制成316l奥氏体不锈钢锻件，所述316l奥氏体不锈钢锻件的抗拉强度为≥600mpa，屈服强度为≥500mpa。

3、优选的，所述强化锻造工艺具体包括如下步骤：

4、(1)坯料准备：选用316l电渣锭，作为锻造的钢锭坯料；

5、(2)加热：坯料入炉加热升温度至1180℃，保温4～5小时；

6、(3)锻造：使用液压机进行锻造，控制终锻温度850℃；坯料保温出炉，轻滚外圆、镦粗、压扁方、拔长成型为条形锻件；

7、(4)固溶处理：锻件加热至1040～1050℃，保温4～5小时后出炉，快速入水冷却；

8、(5)机加工：条形锻件的上下两平面进行机加工，形成上下两平面相互平行的平整平面；

9、(6)温压变形：条形锻件机加工结束后装炉，加热至600～650℃，保温4～5h后出炉，使用液压机和温压变形模具对锻件进行温压变形，使得条形锻件在压力作用下在温压变形模具内沿纵向作伸长变形、高度被压低，达到变形量55～65％后，快速入水冷却，制得长条形矩形截面锻件。

10、优选的，所述液压机为45mn～100mn锻造液压机。

11、优选的，在所述步骤(5)机加工与步骤(6)温压变形之间还设置有晶粒度检验工序，以确保锻件的晶粒度达到3级、硬度为110～135hb。

12、优选的，所述步骤(6)温压变形过程中，所述条形锻件温压变形的变形量为60％。

13、优选的，所述316l钢锭为φ360mm×743mm的电渣锭，所述步骤(3)锻造过程中，镦粗至520mm×520mm×280mm、压扁方至400mm×300mm×630mm、拔长成型为350mm×200mm×1080mm的条形锻件；所述步骤(5)机加工过程中，所述条形锻件机加工至340mm×200mm×1080mm；所述步骤(6)温压变形过程中，所述条形锻件温压变形至135mm×200mm×2720mm；所制得的长条形矩形截面锻件的纵向抗拉强度为767mpa，纵向屈服强度为713mpa，纵向断后伸长率为20％，纵向断面收缩率为75％；所制得的长条形矩形截面锻件的横向抗拉强度为688mpa，横向屈服强度为643mpa，横向断后伸长率为17.5％，横向断面收缩率为54％。

14、本发明中，所述步骤(4)固溶处理的快速入水冷却和步骤(6)温压变形后的快速入水冷却过程中，采用文丘里式快速水冷装置对锻件进行快速水冷；所述文丘里式快速水冷装置包括上部敞开的长方体水箱和设置在所述长方体水箱内的文丘里式快速水流通道，所述文丘里式快速水流通道由设置在所述长方体水箱内且为对称布置的一对异形隔板所围成；所述一对异形隔板的前后端均分别与所述长方体水箱的前后端内壁相连接从而将所述水箱内储存的冷却水挡住在所述水箱内部的左右两侧；每一所述异形隔板包括从上到下依次连接的第一斜板、中间竖板和第二斜板，所述一对异形隔板中的一对第一斜板之间形成上部大、下部小的冷却水入口通道，所述一对异形隔板中的一对中间竖板之间形成冷却水流过的冷却水直通通道，所述一对异形隔板中的一对第二斜板之间形成上部小、下部大的冷却水出口通道；在所述一对第一斜板上对应设置有用于将所述水箱内位于所述异形隔板外侧的冷却水进入到所述冷却水入口通道内的一对电动放水闸门。

15、对锻件进行快速水冷时，所述锻件被水平吊装至所述冷却水直通通道内(条形锻件或长条形锻件呈水平设置)，然后开启一对电动放水闸门，使得冷却水进入到文丘里式快速水流通道内，冷却水从冷却水直通通道内从上至下快速流过，从而实现锻件的快速水冷。

16、优选的，在所述文丘里式快速水流通道内位于所述冷却水出口通道的位置还设置有一对分流板，所述一对分流板的前后端均分别与所述长方体水箱的前后端内壁相连接，所述一对分流板之间形成上部大、下部小的冷却水分流通道。

17、通过设置一对分流板，可使得从冷却水直通通道内向下流出的冷却水的一部分从冷却水分流通道内向下排出，使得锻件的下部完全沉浸在流动的冷却水内，从而保证锻件各部位的水冷效果。

18、优选的，分流板为弧形分流板。

19、本发明中，所述一对异形隔板还包括对应连接在所述一对第二斜板下端的一对水平板、对应连接在所述一对水平板另一端的一对下部竖板，所述一对水平板的前后端、所述一对下部竖板的前后端均分别与所述长方体水箱的前后端内壁相连接，由所述一对水平板和一对下部竖板所围成的空间形成用于收纳文丘里式快速水流通道内冷却水的积水腔。

20、优选的，还可以在所述积水腔内设置蛇形管换热器，以快速带走冷却水中的热量。

21、优选的，所述蛇形管换热器通过循环冷却管路连接冷却塔或冷却水池。

22、优选的，在所述水箱内位于所述异形隔板外侧的冷却水储水腔与所述积水腔之间设置有若干数量的冷却水循环管路，在所述冷却水循环管路上设置有冷却水循环泵。

23、通过设置冷却水循环管路和冷却水循环泵，可确保对于锻件的持续水流冷却。

24、本发明的有益效果是：

25、第一，本发明的一种316l奥氏体不锈钢锻件的强化锻造工艺，通过将经过锻造和固溶处理后的锻件在600～650℃下进行温压变形处理，实现了316l奥氏体不锈钢锻件的强化，锻件的抗拉强度和屈服强度得到了较大的提高，从而可以满足特殊高强度性能的使用要求。

26、第二，本发明的一种316l奥氏体不锈钢锻件的强化锻造工艺，通过设置文丘里式快速水冷装置，可以提高固溶处理后和温压变形后的快速水冷效果，从而进一步改善316l奥氏体不锈钢锻件的防腐蚀等性能。

技术特征：

1.一种316l奥氏体不锈钢锻件的强化锻造工艺，其特征在于，将316l钢锭依次经过加热、锻造、固溶处理、机加工后，再在600～650℃温度下进行变形量55～65％的温压变形，然后经快速入水冷却制成316l奥氏体不锈钢锻件，所述316l奥氏体不锈钢锻件的抗拉强度为≥600mpa，屈服强度为≥500mpa。

2.根据权利要求1所述的一种316l奥氏体不锈钢锻件的强化锻造工艺，其特征在于，所述强化锻造工艺具体包括如下步骤：

3.根据权利要求2所述的一种316l奥氏体不锈钢锻件的强化锻造工艺，其特征在于，所述液压机为45mn～100mn锻造液压机。

4.根据权利要求2所述的一种316l奥氏体不锈钢锻件的强化锻造工艺，其特征在于，在所述步骤(5)机加工与步骤(6)温压变形之间还设置有晶粒度检验工序，以确保锻件的晶粒度达到3级、硬度为110～135hb。

5.根据权利要求2所述的一种316l奥氏体不锈钢锻件的强化锻造工艺，其特征在于，所述步骤(6)温压变形过程中，所述条形锻件温压变形的变形量为60％。

6.根据权利要求2所述的一种316l奥氏体不锈钢锻件的强化锻造工艺，其特征在于，所述316l钢锭为φ360mm×743mm的电渣锭，所述步骤(3)锻造过程中，镦粗至520mm×520mm×280mm、压扁方至400mm×300mm×630mm、拔长成型为350mm×200mm×1080mm的条形锻件；所述步骤(5)机加工过程中，所述条形锻件机加工至340mm×200mm×1080mm；所述步骤(6)温压变形过程中，所述条形锻件温压变形至135mm×200mm×2720mm；所制得的长条形矩形截面锻件的纵向抗拉强度为767mpa，纵向屈服强度为713mpa，纵向断后伸长率为20％，纵向断面收缩率为75％；所制得的长条形矩形截面锻件的横向抗拉强度为688mpa，横向屈服强度为643mpa，横向断后伸长率为17.5％，横向断面收缩率为54％。

7.根据权利要求1所述的一种316l奥氏体不锈钢锻件的强化锻造工艺，其特征在于，所述步骤(4)固溶处理的快速入水冷却和步骤(6)温压变形后的快速入水冷却过程中，采用文丘里式快速水冷装置对锻件进行快速水冷；所述文丘里式快速水冷装置包括上部敞开的长方体水箱和设置在所述长方体水箱内的文丘里式快速水流通道，所述文丘里式快速水流通道由设置在所述长方体水箱内且为对称布置的一对异形隔板所围成；所述一对异形隔板的前后端均分别与所述长方体水箱的前后端内壁相连接从而将所述水箱内储存的冷却水挡住在所述水箱内部的左右两侧；每一所述异形隔板包括从上到下依次连接的第一斜板、中间竖板和第二斜板，所述一对异形隔板中的一对第一斜板之间形成上部大、下部小的冷却水入口通道，所述一对异形隔板中的一对中间竖板之间形成冷却水流过的冷却水直通通道，所述一对异形隔板中的一对第二斜板之间形成上部小、下部大的冷却水出口通道；在所述一对第一斜板上对应设置有用于将所述水箱内位于所述异形隔板外侧的冷却水进入到所述冷却水入口通道内的一对电动放水闸门。

8.根据权利要求7所述的一种316l奥氏体不锈钢锻件的强化锻造工艺，其特征在于，在所述文丘里式快速水流通道内位于所述冷却水出口通道的位置还设置有一对分流板，所述一对分流板的前后端均分别与所述长方体水箱的前后端内壁相连接，所述一对分流板之间形成上部大、下部小的冷却水分流通道。

9.根据权利要求7所述的一种316l奥氏体不锈钢锻件的强化锻造工艺，其特征在于，所述一对异形隔板还包括对应连接在所述一对第二斜板下端的一对水平板、对应连接在所述一对水平板另一端的一对下部竖板，所述一对水平板的前后端、所述一对下部竖板的前后端均分别与所述长方体水箱的前后端内壁相连接，由所述一对水平板和一对下部竖板所围成的空间形成用于收纳文丘里式快速水流通道内冷却水的积水腔。

10.根据权利要求9的一种316l奥氏体不锈钢锻件的强化锻造工艺，其特征在于，在所述水箱内位于所述异形隔板外侧的冷却水储水腔与所述积水腔之间设置有若干数量的冷却水循环管路，在所述冷却水循环管路上设置有冷却水循环泵。

技术总结
本发明涉及不锈钢锻件制备技术领域，具体涉及一种316L奥氏体不锈钢锻件的强化锻造工艺，包括将316L钢锭依次经过加热、锻造、固溶处理、机加工后，再在600～650℃温度下进行变形量55～65％的温压变形，然后经快速入水冷却制成316L奥氏体不锈钢锻件，所述316L奥氏体不锈钢锻件的抗拉强度为≥600Mpa，屈服强度为≥500Mpa。本发明提高了316L奥氏体不锈钢锻造抗拉强度和屈服强度。

技术研发人员：袁震,孙德阔,赵欣
受保护的技术使用者：振宏重工（江苏）股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15