以f92号钢为材料的环锻件的制造工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及以F92号钢为材料的环锻件的制造工艺。
【背景技术】
[0002]F92号钢是一种新型的铁素体耐热钢，是在F91号钢基础上添加了一定量的钨和硼，通过W-Mo复合固溶强化以及B的晶界强化作用，使其高温蠕变极限等得到了进一步的提高，使用F92号钢制造环锻件不仅能节约材料用量，从而降低制造成本，而且因为此种材料有较高的导热系数，较低的膨胀系数，从而使得环锻件的热疲劳损失能大大降低。但是由于制造工艺的不合理，导致使用F92号钢制造的环锻件的晶粒过粗，这样就会大大降低环锻件的力学性能，从而降低环锻件的使用寿命。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是:将提供一种能使以F92号钢为材料的环锻件中的晶粒细化的制造工艺。
[0004]为了解决上述问题，本发明采用的技术方案是:以F92号钢为材料的环锻件的制造工艺，其工艺步骤如下:钢徒开还—下料—锻造前加热—域粗—冲孔—扩孔—抛锻—礙环前加热—碾环—预备热处理—粗车探伤—热处理，其特点使:
(1)以钢号为10Cr9MoW2VNbN的F92号钢为原材料，其化学成分要求如下:C:0.07?0.13%、S1: <0.50%、Mn:0.30?0.60%、P: < 0.020%^S: <0.010 %、Cr:8.5?9.5%、Mo:0.30?0.60%、Ni: <0.40%^Cu: <0.2%、V:0.15?0.25%、B:0.001?0.006%、W:1.5?2.0%、Al: < 0.040%、T1: <0.02%、Sn: <0.02%、Pb: < 0.005%、N: <0.01%、H: < 1.8ppm、0: <20ppm；
(2)碾环前加热工序步骤如下:装炉前把抛锻后的钢坯先预热至100?200°C，然后把钢坯平放于加热炉中，并且在钢坯的四周围有一圈低温合金钢，钢坯装炉时炉内温度< 400°C，装炉完成后保温2?3h;然后加热炉的烧嘴对着低温合金钢进行加热，使得炉内温度以<100°C/h的速率升温至1050°C±20°C后保温2?3h，然后取出钢坯进行碾环；
(3)预备热处理工序步骤如下:首先将碾环所得环锻件放置于加热炉中，环锻件装炉时炉内温度为室温25?50°C，装炉完成后加热炉以< 100°C/h的速率升温至870°C±10°C并至少保温1.5h+Xh，X=选取环锻件的壁厚和高度中较小者(单位为毫米)X 3.0 + 60，然后以<50°C/h的速率炉冷至500°C后，打开炉门使环锻件空冷至室温25?50°C ；
(4)热处理工序步骤如下:①第一次淬火步骤如下:首先将粗车探伤后合格的环锻件放置于加热炉中，环锻件装炉时炉内温度为室温25?50°C，装炉完成后加热炉以< 100°C/h的速率升温至900°C±10°C并至少保温1.5h+Yh，Y=选取环锻件的壁厚和高度中较小者(单位为毫米)X3.0 + 60，然后环锻件出炉介质液冷却至100°C以下，然后将环锻件空冷至室温25?50°C;②第二次淬火步骤如下:首先将第一次淬火后的环锻件放置于加热炉中，环锻件装炉时炉内温度为室温25?50°C，装炉完成后加热炉以< 100°C/h的速率升温至(1010?1060)°C并至少保温1.5h+Zh，Z=选取环锻件的壁厚和高度中较小者(单位为毫米)X3.0 +60，然后环锻件出炉介质液冷却至100°C以下，然后将环锻件空冷至室温25?50°C;③回火步骤如下:首先将第二次淬火后的环锻件放置于加热炉中，环锻件装炉时炉内温度为室温25?50°C，装炉完成后加热炉以< 80°C/h的速率升温至740°C 土 10°C并至少保温2.0h+Hh，H=选取环锻件的壁厚和高度中较小者(单位为毫米)X4.5 + 60，然后环锻件出炉介质液冷却至250°C以下，然后将环锻件空冷至室温25?50°C。
[0005]进一步的，前述的以F92号钢为材料的环锻件的制造工艺，其中:介质液由水溶性淬火液和水组成，其中水溶性淬火液占介质液重量的10%?15%。
[0006]进一步的，前述的以F92号钢为材料的环锻件的制造工艺，其中:介质液由10%?15%的好富顿水溶性淬火液AQ251C和85%?90%的水混合而成。
[0007]进一步的，前述的以F92号钢为材料的环锻件的制造工艺，其中:低温合金钢为42CrMo 钢或 S355 钢。
[0008]进一步的，前述的以F92号钢为材料的环锻件的制造工艺，其中:在碾环前加热工序中，低温合金钢与钢坯之间的间隙为120?170_。
[0009]进一步的，前述的以F92号钢为材料的环锻件的制造工艺，其中:在碾环前加热工序中，低温合金钢与钢坯之间的间隙为150_。
[0010]本发明的优点为:本发明所述的以F92号钢为材料的环锻件的制造工艺能细化环锻件中的晶粒，从而能大大提高环锻件的力学性能，增加环锻件的使用寿命。
【附图说明】
[0011]图1为本发明所述的以F92号钢为材料的环锻件的结构示意图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
[0013]以F92号钢为材料的环锻件的制造工艺，其工艺步骤如下:钢锭开坯—下料—锻造前加热—域粗—冲孔—扩孔—抛锻—礙环前加热—礙环—预备热处理—粗车探伤—热处理，
(1)以钢号为10Cr9MoW2VNbN的F92号钢为原材料，其化学成分要求如下:C:0.07?0.13%、S1: <0.50%、Mn:0.30?0.60%、P: < 0.020%^S: <0.010 %、Cr:8.5?9.5%、Mo:0.30?0.60%、Ni: <0.40%^Cu: <0.2%、V:0.15?0.25%、B:0.001?0.006%、W:1.5?2.0%、Al: < 0.040%、T1: <0.02%、Sn: <0.02%、Pb: < 0.005%、N: <0.01%、H: < 1.8ppm、0: <20ppm；
(2)钢锭开坯工序步骤如下:首先对整支钢锭进行加热，钢锭装炉时炉内温度S400°C，装炉完成后保温2?3h，然后以< 100°C/h的速率升温至850°C±20°C后保温2?3h，然后继续加热使炉内温度以< 100°C/h的速率升温至1180°C 土 20°C后保温4?5h，然后出炉对钢锭进行倒棱滚圆，倒棱时砧板的压下量为50?80mm;开坯的目的是为了锻合钢锭的疏松、缩孔和微裂纹，防止钢料锻造时发生断裂；
(3)以开坯好的钢锭为原料进行下料；
(4)锻造前加热工序步骤如下:装炉前把下料所得钢坯先预热至100?200°C，然后把钢坯平放于加热炉中，并且在钢坯的四周围有一圈低温合金钢，钢坯装炉时炉内温度< 400°C，装炉完成后保温2?3h;然后加热炉的烧嘴对着低温合金钢进行加热，使得炉内温度以< 100°C/h的速率升温至850°C±20°C后保温2?3h，然后继续加热使炉内温度以< 100°C/h的速率升温至1180°C ± 20°C后保温4?5h，最后取出钢坯进行锻造；
(5)将钢坯墩粗至工艺规定的尺寸，墩粗过程中钢坯必须是鼓形，不得出现塌边、凹槽等缺陷；
(6)根据工艺要求选择冲头，冲头必须修整去除圆角防止冲孔夹皮，冲孔时必须校准对中，冲孔偏心需< 5mm，冲孔后钢坯的内壁上不得出现明显的台阶，台阶的深度不得超过5mm，若出现明显台阶必须先通过抛锻或机加工消除缺陷后才可继续锻造；
(7)在碾环机上根据工艺要求扩孔至所需尺寸；
(8)抛锻时每次的下压量不超过50mm，抛锻结束时要保证钢坯不开裂，并且钢坯的内径需扩至与所需产品内径相差90?IlOmm的位置；
(9)碾环前加热工序步骤如下:装炉前把抛锻后的钢坯先预热至100?200°C，然后把钢坯平放于加热炉中，并且在钢坯的四周围有一圈低温合金钢，钢坯装炉时炉内温度&