一種壓水堆核電站屏蔽泵葉輪鍛件的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于鍛造及機加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種壓水堆核電站屏蔽栗葉輪鍛件 的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] AP1000反應(yīng)堆冷卻劑主栗是專門為AP1000堆型設(shè)計的，其主要功能是為反應(yīng)堆 冷卻劑提供驅(qū)動壓頭，保證足夠的強迫循環(huán)流量通過堆芯，把反應(yīng)堆產(chǎn)生的熱量送至蒸汽 發(fā)生器，產(chǎn)生推動汽輪機做功的蒸汽。
[0003] 葉輪鍛件是主栗中的關(guān)鍵部件之一，制造技術(shù)的難度很高，主要存在的技術(shù)難點 如下： (1)除了要求具有較好的強度及塑韌性的配合外，還要求耐蝕性、可焊性和加工性能良 好； (2 )鍛件毛坯尺寸為〇 860*620，截面尺寸及厚度較大，并且要求鍛件內(nèi)外圈的性能同 時滿足要求，所以需要保證鍛件充分鍛透，滿足無損檢測和性能均勻性的要求；其次，鍛件 高徑比不大，鍛件內(nèi)部的金屬流向情況比較復雜，而鍛件考核切向性能，需要通過鍛造方法 解決鍛件切向性能的問題； (3)按照輸入文件的要求，鍛件淬火后需要進行兩次長時間的回火，而且試樣要另外進 行長時間的模擬焊后熱處理，需同時保證調(diào)質(zhì)態(tài)和模擬熱處理狀態(tài)的性能滿足要求；根據(jù) 以往的經(jīng)驗，該材料抗回火性能不好，經(jīng)過長時間回火后材料強度將急劇下降，所以要通過 一定的熱處理方法使其滿足要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種壓水堆核電站屏蔽栗葉 輪鍛件的制造方法，該制造方法通過對鋼錠進行多火次小變形量和大變形量相結(jié)合的鍛 造，并對鍛件進行淬火和回火的性能熱處理，獲得綜合性能優(yōu)異的鍛件。
[0005] 本發(fā)明目的實現(xiàn)由以下技術(shù)方案完成： 一種壓水堆核電站屏蔽栗葉輪鍛件的制造方法，其特征在于所述制造方法包括如下步 驟：鍛造具有足夠切除量的鋼錠構(gòu)成鍛件；對所述鍛件進行淬火性能熱處理，將所述鍛件 升溫至1052°C，保溫6. 5h后空冷至19°C;之后對所述鍛件進行回火性能熱處理，將所述鍛 件升溫至680°C，保溫16h后空冷至23°C，再次升溫至597°C~600°C并保溫16h，最后空冷 至 20°C。
[0006] 對所述鍛件進行淬火性能熱處理的過程中，將所述鍛件升溫至600°C后，控制所述 鍛件從600°C升溫至1052°C的過程中升溫速率< 100°C/h。
[0007] 對所述鋼錠鍛造過程中，第一火輕拍所述鋼錠表面，每錘壓下量< 2mm，該火次所 述鋼錠總變形量< 5% ;第二火逐漸加大錘擊所述鋼錠的力度，每錘壓下量3~5mm，該火次 所述鋼錠總變形量彡15%;第三火重錘擊打所述鋼錠，每錘壓下量多15mm，該火次所述鋼錠 總變形量彡100%。
[0008]本發(fā)明的優(yōu)點是，用鍛件取代鑄件，與鑄件相比，鍛件消除了內(nèi)部缺陷，產(chǎn)生了連 貫一致的組織，并通過合適的鍛造和熱處理工藝方法，保證了鍛件優(yōu)異的綜合性能；在應(yīng)力 和晶體內(nèi)腐蝕問題嚴重的地方，鍛件都能夠保證較長的使用壽命和無故障服務(wù)。
【附圖說明】
[0009] 圖1為本發(fā)明中鍛件制造工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0010] 以下結(jié)合附圖通過實施例對本發(fā)明的特征及其它相關(guān)特征作進一步詳細說明，以 便于同行業(yè)技術(shù)人員的理解： 實施例：如圖1所示，本實施例具體涉及一種壓水堆核電站屏蔽葉輪鍛件的制造方法， 具體包括如下步驟： (1) 原材料 外購采用由EAF-V0DC-V⑶-LF-VD-V0H真空冶煉+電渣重熔技術(shù)冶煉的鋼錠，確保鋼錠 的純潔度和均勻性； (2) 鍛造 在鍛造前，S41500鋼錠應(yīng)具有足夠的切除量，以保證鍛件無縮孔和減少偏析，并在 5000T油壓機上采用適當?shù)腻懺毂冗M行整體鍛制，確保鍛件整個截面得到充分鍛透以及鍛 件得到合適的鍛造顯微組織；并采用多火次小變形量和大變形量相結(jié)合的鍛造工藝，保證 鍛件的晶粒度、金屬流向和內(nèi)在質(zhì)量，本實施例中多火次小變形量和大變形量相結(jié)合的鍛 造工藝具體為： 小變形量多火次：鋼錠截面尺寸較大1000*960)，鋼錠表面及心部組織不均勻，內(nèi) 應(yīng)力很大，鍛造時極易發(fā)生開裂，因此在鍛造的初始階段采用多火次小變形量的鍛造方法， 即，第一火輕拍鋼錠表面，以釋放鋼錠內(nèi)部應(yīng)力，每錘壓下量< 2_，該火次鋼錠的總變形 量< 5% ;第二火逐漸加大錘擊力度，使鋼錠組織逐漸均勻并細化，每錘壓下量3~5_，該火 次鋼錠的總變形量彡15% ;第三火重錘擊打鋼錠，做足鍛造比，進一步均勻組織，細化晶粒， 每錘壓下量彡15mm，該火次鋼錠的總變形量彡100%; 大變形量：鍛造力盡量大，目的是為了防止晶粒粗大，提高機械性能，確保鍛件一火次 完成拔長、墩粗滾圓成型； (3) 性能熱處理及理化性能處理 性能熱處理前，將鍛件內(nèi)孔加工出來，以改善熱處理條件，并進行超聲波無損檢測；之 后對鍛件進行性能熱處理，包括淬火和回火，其步驟為： (3. 1)淬火： 將工件升溫至l〇52°C(當升溫至600°C后緩慢加熱，控制升溫速率< 100°C/h，以減小 由于鍛件內(nèi)外溫差產(chǎn)生的熱應(yīng)力），之后保溫6. 5h(按照工件截面尺寸計算，每100mm至少 保溫lh)，隨后空冷至19°C(要求冷卻至26°C以下），以保證材料馬氏體轉(zhuǎn)變充分，得到以 板條馬氏體為主的顯微組織，為材料的高強度和高韌性提供保證； (3. 2)回火 兩次回火均采用了自帶內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)的專用回火爐，精度達到±3°C，能滿足鍛件的各部 位溫度的均勻性； 第一道回火的主要作用是調(diào)整組織，通過適當溫度的回火獲得合適的馬氏體和逆變奧 氏體的比例，為最終決定材料性能的回火提供了組織基礎(chǔ)；首先升溫至680°C回火(在這一 升溫過程中，當升溫至400°C以上之后控制升溫速率< 100°C/h直至達到680°C)，之后按照 每25. 4mm/h的要求保溫16h，待完成保溫后出爐空冷至23°C(要求冷卻至26°C以下），得 到合適的馬氏體和逆變奧氏體的比例； 第二道回火目的是獲得穩(wěn)定合適的組織狀態(tài)，保證最終的性能滿足要求；首先將回 火溫度精確控制在597°C~600°C這一狹窄的溫度區(qū)間內(nèi)（在這一升溫過程中，當升溫至 400°C以上之后控制升溫速率< 100°C/h直至達到597°C~600°C)，之后按照每25. 4mm/h 的要求保溫16h，最后空冷至20°C; 通過上述淬火和回火過程，材料最終得到了由回火索氏體和逆變奧氏體組成的組織， 其中針狀的逆變奧氏體穿插于回火索氏體間，保證了材料具有良好的低溫韌性；回火溫度 的控制關(guān)系到材料最終的組織狀態(tài)，保證了材料強度、塑性和韌性的合理搭配；經(jīng)過性能熱 處理及理化性能處理后的鍛件試樣力學性能如下表所示，可以發(fā)現(xiàn)調(diào)質(zhì)態(tài)試樣以及模擬焊 后熱處理狀態(tài)試樣的力學性能均遠高于指標中所規(guī)定的值；
(4) 機加工 成品加工過程中采用立式車床、鏜床進行加工，確保尺寸、光潔度滿足要求； (5) 之后按如圖1中所示步驟依次進行超聲波無損檢測、鋸試料、試樣加工、理化試驗、 成品加工、外觀檢查、PT檢查。
【主權(quán)項】
1. 一種壓水堆核電站屏蔽栗葉輪鍛件的制造方法，其特征在于所述制造方法包括如下 步驟：鍛造具有足夠切除量的鋼錠構(gòu)成鍛件；對所述鍛件進行淬火性能熱處理，將所述鍛 件升溫至1052°C，保溫6. 5 h后空冷至19°C;之后對所述鍛件進行回火性能熱處理，將所述 鍛件升溫至680°C，保溫16h后空冷至23°C，再次升溫至597°C~600°C并保溫16h，最后空 冷至20°C。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓水堆核電站屏蔽葉輪鍛件的制造方法，其特征在于 對所述鍛件進行淬火性能熱處理的過程中，將所述鍛件升溫至600°C后，控制所述鍛件從 600°C升溫至1052°C的過程中升溫速率< 100°C /h。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓水堆核電站屏蔽葉輪鍛件的制造方法，其特征在于 對所述鋼錠鍛造過程中，第一火輕拍所述鋼錠表面，每錘壓下量< 2mm，該火次所述鋼錠總 變形量< 5% ;第二火逐漸加大錘擊所述鋼錠的力度，每錘壓下量3~5mm，該火次所述鋼錠 總變形量彡15%;第三火重錘擊打所述鋼錠，每錘壓下量多15mm，該火次所述鋼錠總變形量 彡 100%〇
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種壓水堆核電站屏蔽泵葉輪鍛件的制造方法，其特征在于所述制造方法包括如下步驟：鍛造具有足夠切除量的鋼錠構(gòu)成鍛件；對所述鍛件進行淬火性能熱處理，將所述鍛件升溫至1052℃，保溫6.5h后空冷至19℃；之后對所述鍛件進行回火性能熱處理，將所述鍛件升溫至680℃，保溫16h后空冷至23℃，再次升溫至597℃～600℃并保溫16h，最后空冷至20℃。本發(fā)明的優(yōu)點是，用鍛件取代鑄件，與鑄件相比，鍛件消除了內(nèi)部缺陷，產(chǎn)生了連貫一致的組織，并通過合適的鍛造和熱處理工藝方法，保證了鍛件優(yōu)異的綜合性能；在應(yīng)力和晶體內(nèi)腐蝕問題嚴重的地方，鍛件都能夠保證較長的使用壽命和無故障服務(wù)。
【IPC分類】C21D8/00, C21D1/18
【公開號】CN105112625
【申請?zhí)枴緾N201510630417
【發(fā)明人】何龍, 茅新階, 馬武江, 張璐, 王興中
【申請人】上海新閔重型鍛造有限公司
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年9月29日