一种核电支承柱柱体用Z2CN19-10控氮阶轴的锻造方法与流程

本发明属于金属材料加工领域，涉及一种不锈钢阶轴的锻造方法，具体涉及一种核电支承柱柱体用z2cn19-10控氮阶轴的锻造方法，阶轴规格φ100mm+φ190mm。

背景技术：

1、z2cn19-10控氮材料属于奥氏体不锈钢，由于兼具优良抗拉强度及良好耐蚀性能，被广泛应用于核电关键组件材料。z2cn19-10控氮材料主要采用锻造或轧制工艺成型，良好塑韧性使其在生产过程可以进行多次镦粗、拔长工艺细化原始组织；合理的固溶工艺不仅能够均匀组织，还能够有效的将第二相回溶提高耐蚀性能。常规核电组件用z2cn19-10控氮材料主要以圆钢或扁钢为主，头尾尺寸一致，经过多年生产经验积累，工艺成熟稳定，满足各项指标要求；但是核电支承柱柱体结构不同于其它结构件，通常采用锻造工艺使其形成类似于“阶轴状”结构，两端分为大、小台阶，大台阶一般为φ190mm，小台阶一般为φ100mm。根据rcc-m标准要求，通常将φ150mm作为横纵向取样的分界位置，这就导致支承柱柱体在大小台阶两端取样方向不同，相对应的性能指标等不同，同时大小台阶尺寸的差异会进一步提高锻造及热处理生产难度，特别是晶粒度方面需保证大小台阶两端的晶粒度均细于3级，对于大台阶端存在较大难度。传统的生产工艺难以解决头尾性能差异化的问题，减少头尾的差异化成为了生产支承柱柱体结构的难点。

技术实现思路

1、本发明公开一种核电支承柱柱体z2cn19-10控氮阶轴的锻造方法，解决核电支承柱柱体大小台阶头尾性能差异化的问题。

2、为实现上述目的，本发明采用的方式如下：通过采用2000快锻机+1000精锻机联合生产方式优化锻造工艺，细化不同火次加热温度及变形过程，进而改善大小台阶差异化的问题，实现固溶后满足常规力学性能要求，同时满足大台阶端晶粒度均细于3级。

3、技术方案具体步骤如下：

4、1、采用eaf+lf+vod/vhd+esr冶炼工艺生产出化学成分合格的z2cn19-10控氮材料φ480mm电渣钢锭。

5、2、钢锭缓慢升温，控制加热速度不大于100℃/h，为保证钢锭均匀受热、透烧，在800℃～900℃进行保温1h～2h；随后继续以不大于100℃/h升温至1180℃，保温2h～3h。

6、3、钢锭出炉，采用快锻机进行一次镦粗拔长工艺，其中镦粗量控制在高度的1/2～1/3附近，约350mm～450mm，随后拔长回480mm近似八角锭，钢锭回炉保温，控制加热温度在1160℃～1180℃，保温1.5h～2.5h。

7、4、钢锭出炉，采用快锻机进行一次镦粗工艺，其中镦粗量控制在高度的1/2～1/3附近，约350mm～450mm；回炉保温，控制加热温度为1110℃～1130℃，控制保温时间在1.5h～2.5h。

8、5、钢锭出炉，采用快锻机进行一次拔长工艺，将钢锭拔长至约350mm近似八角锭，回炉再烧1110℃～1130℃，保温1h～2h。

9、6、钢锭出炉进行开坯，采用精锻机开坯至φ250mm后回炉加热，控制加热温度为1030℃～1060℃，控制保温时间在40min～60min。

10、7、钢坯出炉锻制成品，先打大台阶端，再打小台阶端。

11、8、阶轴进行固溶处理后进行各项性能检验。

12、本技术方案的发明点：

13、⑴整体采用“两镦两拔”工艺进行生产，每火次制定了合理的镦粗、拔长变形量，保证了镦拔工艺的质量，有效在快锻火次实现细化钢锭组织，为后续产品性能及组织性能打下基础。

14、⑵快锻采用逐火降温、控制再加热时间的方式，有效避免了因材料再加热因素的影响导致晶粒长大。

15、⑶利用前期快锻细化晶粒的基础，精锻控制回炉温度及时间的措施，保证了大台阶端在最后火次较小变形量下锻打过程，保证了大小台阶的差异性。

16、本发明有益效果是：采用2000快锻机+1000精锻机联合生产支承柱柱体z2cn19-10控氮阶轴，使阶轴固溶后大小台阶不同尺寸的两端不仅满足常规力学性能要求，同时解决大台阶端满足晶粒度均细于3级的要求。

技术特征：

1.一种核电支承柱柱体用z2cn19-10控氮阶轴的锻造方法，采用eaf+lf+vod/vhd+esr冶炼工艺生产出化学成分合格的z2cn19-10控氮材料φ480mm电渣钢锭，其特征在于，锻造方法的具体步骤如下：

2.根据权利要求1所述一种核电支承柱柱体用z2cn19-10控氮阶轴的锻造方法，其特征在于，

3.根据权利要求1所述一种核电支承柱柱体用z2cn19-10控氮阶轴的锻造方法，其特征在于，

4.根据权利要求1所述一种核电支承柱柱体用z2cn19-10控氮阶轴的锻造方法，其特征在于，

技术总结
本发明公开一种核电支承柱柱体Z2CN19‑10控氮阶轴的锻造方法，解决核电支承柱柱体大小台阶头尾性能差异化的问题。工艺如下：⑴整体采用“两镦两拔”工艺，每火次制定了合理的镦粗、拔长变形量，保证镦拔质量，有效在快锻火次实现细化钢锭组织，为后续产品性能及组织性能打下基础；⑵快锻采用逐火降温、控制再加热时间的方式，有效避免了因材料再加热因素的影响导致晶粒长大；⑶精锻控制回炉温度及时间的措施，保证了大台阶端在最后火次较小变形量下锻打过程。本发明有益效果是：采用上述工艺使阶轴固溶后大小台阶不同尺寸的两端不仅满足常规力学性能要求，同时解决大台阶端满足晶粒度均细于3级的要求。

技术研发人员：贾红帅,韩志远,谭庆丰,陈德利,刘向艳,陈庆新,曹丽红,闫占东,王玉辉,苏东起
受保护的技术使用者：抚顺特殊钢股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17