核电承压件用马氏体不锈钢及制备核电泵承压坯件的方法与流程

本发明属于钢材制品技术领域，尤其涉及核电泵承压部件用马氏体不锈钢及制备核电泵承压毛坯件的方法。

背景技术：

沉淀硬化(析出强化)：指金属在过饱和固溶体中溶质原子偏聚区和(或)由之脱溶出微粒弥散分布于基体中而导致硬化的一种热处理工艺。如奥氏体沉淀不锈钢在固溶处理后或经冷加工后，在400～500℃或700～800℃进行沉淀硬化处理，可获得很高的强度。即某些合金的过饱和固溶体在室温下放置或者将它加热到一定温度，溶质原子会在固溶点阵的一定区域内聚集或组成第二相，从而导致合金的硬度升高的现象。

现有的核电泵承压件材料多为奥氏体或铁素体-奥氏体不锈钢，存在强度低，韧性低的缺点，对于高压工况适应性差。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种综合机械性能好的适用于核电泵承压件用的马氏体不锈钢，以及制造高强度、高韧性核电泵承压件坯料的方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：核电承压件用马氏体不锈钢，该不锈钢的化学组成按如下重量百分比计：

c：≤0.05％，mn：≤1％，p：≤0.04％，s：≤0.03％，si：≤1％，ni：3.2-4.6％，cr：11.5-14％，mo：0.4-1％，cu：0.5％，w：0.1％，v：0.05％，残余元素：0.5％，余量为fe。

利用核电承压件用马氏体不锈钢制备核电泵承压坯件的方法，包括如下步骤：

(1)按配比配料；

(2)将步骤(1)所得配料熔炼并浇铸成铸件；

(3)对通过步骤(2)所得铸件进行奥氏体化处理：先将铸件送入电加热炉，装炉温度≤200℃，升温速度150-220℃/h，在达到保温温度后保温2h，保温温度为1030±20℃，然后在常温下水冷；

(4)进行回火处理：先将经过步骤(3)奥氏体化处理过的铸件送入电加热炉，装炉温度≤200℃，升温速度150-220℃/h，在达到保温温度后保温2h，保温温度为565℃-620℃，然后在常温下空冷。

本发明所述的一种核电泵承压件用马氏体不锈钢是一种高强高韧性的固溶强化型不锈钢，该不锈钢适合于制造核电泵承压件坯件，并且利用该种不锈钢制造出的核电泵承压件坯件具有高强高韧性的特点，由核电泵承压件坯件制造出的核电泵承压件对于高压工况适应性好。

附图说明

图1是实施例1中本发明热处理的工艺流程曲线图；

图2是实施例1中热处理过后的坯件的金相图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的解释说明。

实施例1：

核电承压件用马氏体不锈钢，其是一种高强高韧性的固溶强化型不锈钢，并且是一种适合于制造核电泵承压件的马氏体不锈钢，该不锈钢材料的化学组成按如下重量百分比计：

c(碳)：≤0.05％，mn(锰)：≤1％，p(磷)：≤0.04％，s(硫)：≤0.03％，si(硅)：≤1％，ni(镍)：3.2-4.6％，cr(铬)：11.5-14％，mo(钼)：0.4-1％，cu(铜)：0.5％，w(钨)：0.1％，v(钒)：0.05％，余量为fe(铁)。

该种不锈钢的力学性能如表1所示：

利用上述核电承压件用马氏体不锈钢制备核电泵承压坯件的方法，包括如下步骤：

(1)按照上述核电承压件用马氏体不锈钢各组分的重量百分比进行配料；

(2)将步骤(1)所得配料加入电加热炉熔炼并浇铸成铸件；

(3)对通过步骤(2)所得铸件进行沉淀硬化处理：先将铸件送入电加热炉，装炉温度≤200℃，装炉温度指铸件装炉时的炉膛温度，铸件装炉后电加热炉内升温速度为150-220℃/h，在达到保温温度后保温2h，保温温度为1030±20℃(即1010-1050℃)，然后在常温下水冷；

(4)进行回火处理：先将经过步骤(3)奥氏体化处理过的铸件送入电加热炉，装炉温度≤200℃，铸件装炉后电加热炉内升温速度为150℃/h-220℃/h，在达到保温温度后保温2h，保温温度为565℃-620℃，然后在常温下空冷，即得核电泵承压件的坯件，坯件金相图如图2所示；

再将核电泵承压件的坯件机加工成核电泵承压件，核电泵承压件是承受流体内压的泵零部件。

步骤(2)、(3)如图1所示，所述电加热炉为中频感应电炉。

热处理(步骤2、3)操作要求：

1.装炉时炉膛温度皆应≤200℃，铸件应侧立或平卧横放，摆放要平稳；

2.装炉量需严格控制，不得超出加热炉的有效空间；

3.试件随炉处理；

4.升温及保温时应控制加热区气氛，防止工件表面过度氧化；

5.要及时、准确地做好热处理过程记录，存档备查。

6.铸件应以淬火加回火状态交货。

7.热处理炉(电加热炉用高温计控制)。

按照步骤(1)-(4)所得核电泵承压件的力学性能如表2所示。

表2：

实施例2：

核电承压件用马氏体不锈钢，其是一种高强高韧性的固溶强化型不锈钢，并且是一种适合于制造核电泵承压件的马氏体不锈钢，该不锈钢材料的化学组成按如下重量百分比计：

c(碳)：0.05％，mn(锰)：1％，p(磷)：0.04％，s(硫)：0.03％，si(硅)：1％，ni(镍)：3.9％，cr(铬)：12％，mo(钼)：0.5％，cu(铜)：0.5％，w(钨)：0.1％，v(钒)：0.05％，余量为fe。

该种不锈钢的力学性能如表1所示：

利用上述核电承压件用马氏体不锈钢制备核电泵承压件的方法，包括如下步骤：

(1)按照上述(实施例2中)核电承压件用马氏体不锈钢各组分的重量百分比进行配料；

(2)将步骤(1)所得配料加入电加热炉熔炼并浇铸成铸件；

(3)对通过步骤(2)所得铸件进行奥氏体化处理：先将铸件送入电加热炉，装炉温度200℃，装炉温度指铸件装炉时的炉膛温度，铸件装炉后电加热炉内升温速度为150℃/h-220℃/h，在达到保温温度后保温2h，保温温度为1030℃，然后在常温下水冷；

(4)进行回火处理：先将经过步骤(3)奥氏体化处理过的铸件送入电加热炉，装炉温度200℃，铸件装炉后电加热炉内升温速度为150℃/h-220℃/h，在达到保温温度后保温2h，保温温度为590℃，然后在常温下空冷，即得核电泵承压件的坯件，将核电泵承压件的坯件机加工成核电泵承压件。

所述电加热炉为中频感应电炉。

热处理(步骤2、3)操作要求：

1.装炉时炉膛温度皆应≤200℃，铸件应侧立或平卧横放，摆放要平稳；

2.装炉量需严格控制，不得超出加热炉的有效空间；

3.试件随炉处理；

4.升温及保温时应控制加热区气氛，防止工件表面过度氧化；

5.要及时、准确地做好热处理过程记录，存档备查。

6.铸件应以淬火加回火状态交货。

7.热处理炉(电加热炉用高温计控制)。

按照步骤(1)-(4)所得核电泵承压件的力学性能如表2所示。

表2：

实施例3：

核电承压件用马氏体不锈钢，其是一种高强高韧性的固溶强化型不锈钢，并且是一种适合于制造核电泵承压件的马氏体不锈钢，该不锈钢材料的化学组成按如下重量百分比计：

c(碳)：0.04％，mn(锰)：0.8％，p(磷)：0.03％，s(硫)：0.01％，si(硅)：0.8％，ni(镍)：4.2％，cr(铬)：13％，mo(钼)：0.7％，cu(铜)：0.5％，w(钨)：0.1％，v(钒)：0.05％，余量为fe。

该种不锈钢的力学性能如表1所示：

利用上述核电承压件用马氏体不锈钢制备核电泵承压件的方法，包括如下步骤：

(1)按照上述(实施例3中)核电承压件用马氏体不锈钢各组分的重量百分比进行配料；

(2)将步骤(1)所得配料加入电加热炉熔炼并浇铸成铸件；

(3)对通过步骤(2)所得铸件进行奥氏体化处理：先将铸件送入电加热炉，装炉温度180℃，装炉温度指铸件装炉时的炉膛温度，铸件装炉后电加热炉内升温速度为150℃/h-220℃/h，在达到保温温度后保温2h，保温温度为1040℃，然后在常温下水冷；

(4)进行回火处理：先将经过步骤(3)奥氏体化处理过的铸件送入电加热炉，装炉温度180℃，铸件装炉后电加热炉内升温速度为150℃/h-220℃/h，在达到保温温度后保温2h，保温温度为600℃，然后在常温下空冷，即得核电泵承压件的坯件，将核电泵承压件的坯件机加工成核电泵承压件。

热处理(步骤2、3)操作要求：

1.装炉时炉膛温度皆应≤200℃，铸件应侧立或平卧横放，摆放要平稳；

2.装炉量需严格控制，不得超出加热炉的有效空间；

3.试件随炉处理；

4.升温及保温时应控制加热区气氛，防止工件表面过度氧化；

5.要及时、准确地做好热处理过程记录，存档备查。

6.铸件应以淬火加回火状态交货。

7.热处理炉(电加热炉用高温计控制)。

按照步骤(1)-(4)所得核电泵承压件的力学性能如表2所示。

表2：