专利名称：核反应堆用奥氏体不锈钢大型锻件组织的控制方法
技术领域：
本发明涉及一种核反应堆用奥氏体不锈钢大型锻件组织的控制方法，具体涉及一种核聚变反应堆支撑结构用奥氏体不锈钢大型锻件组织控制方法。
背景技术：
国际热核聚变实验堆(ITER)计划是当今世界科技界为解决人类未来能源问题而开展的重大国际合作计划，该计划中反应堆(托克马克装置)支撑结构采用316LN奥氏体不锈钢材料，单个支撑件重量约为14吨左右，晶粒度要求2 3级或更细，并且要求无混晶。目前，国内外对于此种材料大型锻件均采用自由锻造方式。具体锻造工艺的制定，通常是根据钢种特性、热塑性图、再结晶行为、变形抗力等来确定其合适锻造温度区间。而后根据钢锭重量、钢锭形状尺寸、锻件形状尺寸以及锻件技术要求来确定总锻比；最后根据大型锻件锻造工艺理论，确定锻造火次、变形工序、分锻比等参数。上述的现有核反应堆用奥氏体不锈钢大型锻件组织的控制方法，主要考虑铸态组织充分破碎和锻透性的要求，通常锻造晶粒度只能达到I级，但是混晶现象非常严重，达不到核聚变反应堆用奥氏体不锈钢大型锻件的组织要求。
发明内容
为了克服现有核反应堆用奥氏体不锈钢大型锻件组织的控制方法的上述不足，本发明提供一种核反应堆用奥氏体不锈钢大型锻件组织的控制方法，本发明的控制方法消除大型锻件的混晶组织，将大型锻件的晶粒度等级控制在2 3级。本核反应堆用奥氏体不锈钢大型锻件组织的控制方法，首先锻造实行晶粒组织均匀性控制。首先采用始锻温度1210±10°C、终锻温度920±20°C的现有锻造方法，经过滚圆、倒棱、镦粗、拔长.等工序，对钢锭进行锻造开坯。为了更好的对每次再加热(首次锻造开坯加热除外)开锻前锻坯晶粒组织进行控制，从第2次回炉加热保温开始，始锻温度比前一次降低1(T15°C，终锻温度不变，但是最低始锻温度不能低于1160°C。经过第5— 6次回炉加热保温锻造过程后，锻造总变形量不小于50%，铸态组织充分破碎并且发生再结晶，由于对不同火次始锻温度的控制，有效的避免过大粗晶及混晶组织的出现，使锻坯内部晶粒度达到I级左右。然后锻造成型实行晶粒度控制，晶粒度控制时，进行两次再加热保温锻造，每次锻造始锻温度改为1060±15°C，终锻温度仍为920±20°C，对锻坯进行锻造成型。锻造过程中要求:锻造总变形量大于50%，晶粒度控制时，第一次锻造总变形量控制在3(Γ45%，第二次锻造总变形量控制在2(Γ30%。最终锻坯内部晶粒度达2 3级，组织均匀。本核反应堆用奥氏体不锈钢大型锻件组织的控制方法包括下述依次的步骤:
I滚圆
将圆形电渣锭的锻件在电阻式加热炉加热到1210±10°C，出炉在自由锻机滚圆，锻件温度降到920±20°C时，停止锻造；II倒棱
将锻件加热到1195± 10°C，出炉在自由锻机倒棱，锻件温度降到920±20°C时，停止锻
造；
III镦粗
将锻件加热到1180±10°C，出炉在自由锻机镦粗，锻件温度降到920±20°C时，停止锻
造；
IV拨长
将锻件加热到1170±10°C，出炉在自由锻机将镦粗的锻件拨长，锻件温度降到920±20°C时，停止锻造；
V镦粗
将锻件加热到1160°C，出炉在自由锻机将拨长的锻件镦粗，锻件温度降到920±20°C时，停止锻造；
VI拨长
将锻件加热到1160°C，出炉在自由锻机将镦粗的锻件拨长，锻件温度降到920±20°C时，停止锻造；
锻造总变形量不小于50%时，取样在金相显微镜检查，晶粒度为I级； νπ镦粗并拨长
将锻件加热到1060± 15°C，出炉在自由锻机将拨长的锻件镦粗，再拨长，锻造总变形量控制在30 45%，锻件温度降到920±20°C时，停止锻造；
VDI拨长
将锻件加热到1060±15°C，出炉在自由锻机将拨长的锻件再拨长，总变形量控制在2(Γ30%，锻件温度降到920±20°C时，停止锻造；并在空气中冷却，取样在金相显微镜检查，晶粒度为2 3级。组织均匀，无混晶现象。上述的核反应堆用奥氏体不锈钢大型锻件组织的控制方法的自由锻机一般是5000t自由锻机。上述核反应堆用奥氏体不锈钢大型锻件组织的控制方法，所述的奥氏体不锈钢大型锻件的材料是下述材料的任一种316L、316LN、304或317LN。除试验实施品种外，本发明还可以适用其他奥氏体不锈钢大型锻件，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。本发明的核反应堆用奥氏体不锈钢大型锻件组织的控制方法，消除大型锻件的混晶组织，组织均匀，将大型锻件的晶粒度等级控制在2 3级。
具体实施例方式下面结合实施例详细说明本发明的具体实施方式
，但本发明的具体实施方式
不局限于下述的实施例。
实施例
本实施例的材料是316LN奥氏体不锈钢，采用圆形电渣锭(重20吨)，长度1.92m。本实施例包括下述依次的步骤:I 滚圆
将圆形电渣锭的锻件在电阻式加热炉加热到1210°c，出炉在5000t自由锻机滚圆，锻件温度降到920°C时，停止锻造；
II倒棱
将锻件加热到1195°C，出炉在5000t自由锻机倒棱，锻件温度降到920°C时，停止锻
造；
III镦粗
将锻件加热到1180°c，出炉在5000t自由锻机镦粗，锻件温度降到920°C时，停止锻
造；
IV拨长
将锻件加热到1170°c，出炉在5000t自由锻机将镦粗的锻件拨长，锻件温度降到920°C时，停止锻造；
V镦粗
将锻件加热到1160°c，出炉在5000t自由锻机将拨长的锻件镦粗，锻件温度降到920°C时，停止锻造；
VI拨长
将锻件加热到1160°c，出炉在5000t自由锻机将镦粗的锻件拨长，总变形量为50%，锻件温度降到920°C时，停止锻造；取样在金相显微镜检查，晶粒度为I级；νπ镦粗并拨长
将锻件加热到1060°C，出炉在5000t自由锻机将拨长的锻件镦粗，再拨长，变形量为40%，锻件温度降到920°C时，停止锻造；
VDI拨长
将锻件加热到1060°C，出炉在5000t自由锻机将拨长的锻件再拨长，变形量为25%，锻件温度降到920 °C时，停止锻造；并在空气中冷却，取样在金相显微镜检查，晶粒度为2.5级。组织均匀，无混晶现象。本实施例的方法适用其他奥氏体不锈钢大型锻件，即下述任一材料的一种316L，304，317LN。
权利要求
1.一种核反应堆用奥氏体不锈钢大型锻件组织的控制方法，它包括下述依次的步骤: I滚圆 将圆形电渣锭的锻件加热到1210±10°c，出炉在自由锻机滚圆，锻件温度降到920±20°C时，停止锻造； II倒棱 将锻件加热到1195± 10°C，出炉在自由锻机倒棱，锻件温度降到920 ±20°C时，停止锻造； III镦粗 将锻件加热到1180±10°C，出炉在自由锻机镦粗，锻件温度降到920±20°C时，停止锻造； IV拨长 将锻件加热到1170±10°C，出炉在自由锻机将镦粗的锻件拨长，锻件温度降到920±20°C时，停止锻造； V镦粗 将锻件加热到1160°c，出炉在自由锻机将拨长的锻件镦粗，锻件温度降到920±20°C时，停止锻造； VI拨长 将锻件加热到1160°c，出炉在自由锻机将镦粗的锻件拨长，锻件温度降到920±20°C时，停止锻造； 锻造总变形量不小于50%时，取样检查，晶粒度为I级； W镦粗并拨长 将锻件加热到1060± 15°C，出炉在自由锻机将拨长的锻件镦粗，再拨长，锻造总变形量控制在30 45%，锻件温度降到920±20°C时，停止锻造； VDI拨长 将锻件加热到1060±15°C，出炉在自由锻机将拨长的锻件再拨长，总变形量控制在2(Γ30%，锻件温度降到920±20°C时，停止锻造；并在空气中冷却，取样检查，晶粒度为2 3级。
2.根据权利要求1所述的核反应堆用奥氏体不锈钢大型锻件组织的控制方法，其特征是:所述的奥氏体不锈钢大型锻 件的材料是下述材料的任一种316L、316LN、304或317LN。
全文摘要
本发明涉及一种核反应堆用奥氏体不锈钢大型锻件组织的控制方法，它包括下述依次的步骤Ⅰ滚圆将锻件加热到1210±10℃，出炉滚圆；Ⅱ 倒棱将锻件加热到1195±10℃，出炉倒棱；Ⅲ 镦粗 将锻件加热到1180±10℃，出炉镦粗；Ⅳ 拨长 将锻件加热到1170±10℃，出炉拨长；Ⅴ 镦粗 将锻件加热到1160℃，出炉镦粗；Ⅵ 拨长将锻件加热到1160℃，出炉拨长，锻造总变形量不小于50%时，取样检查；Ⅶ镦粗并拨长 将锻件加热到1060±15℃，出炉镦粗再拨长；Ⅷ拨长将锻件加热到1060±15℃，出炉再拨长、冷却，取样检查。各步骤却到920±20℃时加热后再锻造。本发明的控制方法组织均匀，将大型锻件的晶粒度等级控制在2~3级。
文档编号C21D8/00GK103194581SQ20131012311
公开日2013年7月10日 申请日期2013年4月11日 优先权日2013年4月11日
发明者曾莉, 王岩, 苗华军, 郝文慧, 舒玮, 李阳 申请人:太原钢铁(集团)有限公司