专利名称：大型叶轮材料锻件晶粒细化热处理工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种热处理工艺，具体地说是一种大型叶轮材料锻件的晶粒细化热 处理工艺，属于机械加工领域。
背景技术：
金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中 保持一定时间后，又以不同速度冷却，通过改变金属材料表面或内部的组织结构来控制 其性能的一种工艺。金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其他加工工艺相比，热处理一般 不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件 表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能，其特点是改善工件的内在质量，而这一 般不是肉眼所能看到的。锻制大锻件的钢锭大，结晶过程冷却缓慢，粗大铸态组织与偏析严重；变形小 且分布不均；奥氏体晶粒粗大不均勻等特点，使得大型锻件晶粒较难得到细化。大型叶轮用锻件，其使用的材料有严重的组织遗传倾向，且此类锻件因为形状 特殊，往往最后一火变形量较小，终端温度不理想，锻后内部晶粒粗大而且很不均勻， 通过常规的热处理很难解决。虽然机械性能达到要求，但往往锻件的组织遗传倾向严 重、最后一火变形量较小、终端温度不理想等不利因素，通过现有工艺无法解决，现有 工艺不能增加质点、强化核心，其单一奥氏体化，解决不了晶粒的粗大不均勻，常常还 会伴随呈现组织的各向异性。
发明内容
为了解决上述问题，本发明设计了一种针对大型叶轮材料锻件的晶粒细化热处 理工艺，在通过高温完全奥氏体化后，反复强化核心、多次奥氏体化重新形核，在满足 机械性能的前提下，最终使晶粒得到了细化。本发明的技术方案为大型叶轮材料锻件的晶粒细化热处理工艺，包括以下步 骤
(1)按功率升温至650°C，保温3小时后，按动0°C/小时的速度升温至 980士 10°C，均温、保温8小时后炉冷至< 300 ；
(2)按功率升温至350°C，保温3小时后，按动0°C 790士 10°C，均温、保温12小时后水冷；
(3)按功率升温至350°C，保温3小时后，按动0°C 670士 10°C，均温、保温14小时后炉冷；
(4)按功率升温至650°C，保温3小时后，按动0°C 850士 10°C，均温、保温8小时后油冷；
(5)按功率升温至350°C，保温3小时后，按动0°C
小时的速度升温至 小时的速度升温至 小时的速度升温至 小时的速度升温至
3670士 10°C，均温、保温8小时后炉冷。本发明的优点在于在通过高温完全奥氏体化后，炉冷充分，奥氏体分解充 分；反复强化核心、多次奥氏体化重新形核，增加了 790°C形核；并在两相区上沿转 变、形核，强化核心的步骤；基于以上组织准备，空冷后迅速升至850°C形成的新晶界 将明显细化，最终在满足机械性能的前提下，使晶粒得到了细化。
图1为本发明实施例的工艺流程步骤1和2的示意图； 图2为本发明实施例的工艺流程步骤3示意图3为本发明实施例的工艺流程步骤4和5的示意图。
具体实施例方式以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅 用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。本工艺过程中使用设备情况如下
(1)锻件加热保温800KW台车式电阻炉；
(2)锻件吊装主勾承载32T的行车；
(3)锻件冷却容积为132吨的合成淬火液槽。如图1-图3所示，叶轮材料热处理工艺，包括以下步骤
(1)按功率升温至650°C，保温3小时后，按动0°C 980士 10°C，均温、保温8小时后炉冷至< 300°C ；
(2)按功率升温至350°C，保温3小时后，按动0°C 790士 10°C，均温、保温12小时后水冷；
(3)按功率升温至350°C，保温3小时后，按动0°C 670士 10°C，均温、保温14小时后炉冷；
(4)按功率升温至650°C，保温3小时后，按动0°C 850士 10°C，均温、保温8小时后油冷；
(5)按功率升温至350°C，保温3小时后，按动0°C 670士 10°C，均温、保温8小时后炉冷。对一批30Cr2Ni4MoV、34CrNi3Mo叶轮进行了周期较长的细化、调质热处理， 在通过高温完全奥氏体化后，反复强化核心、多次奥氏体化重新形核，在满足机械性能 的前提下，最终使晶粒得到了细化，观察金相，已从原来的粗大、不均勻状态，改善到 现在晶粒度四级左右，晶界较以前明显，晶粒分布均勻，证明此工艺有效。最后应说明的是以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发 明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其 依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等 同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包 含在本发明的保护范围之内。
/小时的速度升温至 /小时的速度升温至 /小时的速度升温至 /小时的速度升温至 /小时的速度升温至
权利要求
1.大型叶轮材料锻件的晶粒细化热处理工艺，其特征在于包括以下步骤(1)按功率升温至650°c，保温3小时后，按动0°C/小时的速度升温至 980士 10°C，均温、保温8小时后炉冷至< 300°C ；(2)按功率升温至350°C，保温3小时后，按动0°C /小时的速度升温至 790士 10°C，均温、保温12小时后水冷；(3)按功率升温至350°C，保温3小时后，按动0°C /小时的速度升温至 670士 10°C，均温+保温14小时后炉冷；(4)按功率升温至650°C，保温3小时后，按动0°C/小时的速度升温至 850士 10°C，均温、保温8小时后油冷；(5)按功率升温至350°C，保温3小时后，按动0°C /小时的速度升温至 670士 10°C，均温、保温8小时后炉冷。
全文摘要
本发明公开了一种大型叶轮材料锻件的晶粒细化热处理工艺，在通过高温完全奥氏体化后，反复强化核心、多次奥氏体化重新形核，在满足机械性能的前提下，最终使晶粒得到了细化。本发明的优点在于在通过高温完全奥氏体化后，炉冷充分，奥氏体分解充分；反复强化核心、多次奥氏体化重新形核，增加了790℃形核；并在两相区上沿转变、形核，强化核心的步骤；基于以上组织准备，空冷后迅速升至850℃形成的新晶界将明显细化，最终在满足机械性能的前提下，使晶粒得到了细化。
文档编号C21D9/00GK102021300SQ201010575520
公开日2011年4月20日 申请日期2010年12月7日 优先权日2010年12月7日
发明者邓军 申请人:无锡宏达重型锻压有限公司