[发明专利]奥氏体不锈钢黑皮锻件锻后固溶处理工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种锻件的处理工艺，尤其是一种适用于大截面、大吨位的奥氏体不锈钢黑皮锻件锻后固溶处理工艺。

背景技术

传统的奥氏体不锈钢锻件固溶化处理工艺方法是在粗加工后进行的。小截面的、小吨位的锻件在固溶化温度阶段时间短，晶粒长大倾向小，而大截面、大吨位的锻件在固溶化温度阶段时间长，晶粒度长大倾向大，实验表明奥氏体不锈钢锻件在固溶化温度1050℃及以上，保温超过4小时后，晶粒开始长大。现有的奥氏体不锈钢锻件固溶处理工艺的流程如图1所示，在锻压之后先将锻件空冷至室温，然后进行粗加工，再进行固溶处理，之后取样、理化试验，最后合格入库。其中，固溶处理的步骤如图2所示，将锻件由室温开始，以60℃/h的速度升温至固溶化温度1000℃～1100℃，然后均热、保温2h/100mm，最后水淬至室温。在这工艺中，由于锻后冷却和粗加工后再从室温升温至固溶化温度的过程中，合金碳化物Cr23C6均会在晶界上析出(化学成分中C≤0.03％或含有Nb、Ti元素，从室温升温至固溶化温度过程中不会析出合金碳化物Cr23C6)。在固溶化温度下才可以使合金碳化物再溶入晶粒，如固溶化温度阶段保温时间不足，固溶效果不好，将降低该锻件的耐腐蚀性能，如固溶化温度保温时间太长，晶粒会长大，会降低该锻件的机械性能。因此大截面、大吨位的奥氏体不锈钢锻件在固溶化温度下的保温时间的控制长短一直是一个两难问题。现在，随着产品截面、吨位越来越大，为确保良好机械性能和最好的耐腐蚀性能，产品对晶粒度和固溶效果要求更高，这就要求奥氏体不锈钢锻件经固溶化处理后(尤其是大截面、大吨位)，晶粒不长大，确保机械性能合格并能获得最好的耐腐蚀性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种奥氏体不锈钢黑皮锻件锻后固溶处理工艺，其操作简单，成本低廉，加工周期短，对大截面、大吨位奥氏体不锈钢锻件进行固溶化处理时，晶粒度不长大。

为解决上述技术问题，本发明奥氏体不锈钢黑皮锻件锻后固溶处理工艺的技术方案是，在锻造工艺中始锻温度为1100℃～1200℃，终锻温度大于等于850℃，锻件的锻造比大于等于3，最后一火次的锻件变形量大于等于20％；锻造工艺之后立即进炉加热，尽速将温度升至固溶化温度1000℃～1100℃，然后保温1～4小时，再将锻件出炉并立即进入水箱冷却至室温，固溶处理工艺结束，并进行之后的粗加工、取样、理化试验的步骤。

本发明奥氏体不锈钢黑皮锻件锻后固溶处理工艺使固溶工艺在锻后马上开始，并且快速升温，其操作简单，成本低廉，加工周期短，能源消耗少，对大截面、大吨位奥氏体不锈钢锻件进行固溶化处理时，晶粒度不长大。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明：

图1为现有的奥氏体不锈钢黑皮锻件锻后固溶处理工艺的流程图；

图2为现有的奥氏体不锈钢黑皮锻件锻后固溶处理工艺的温度-时间曲线图；

图3为本发明奥氏体不锈钢黑皮锻件锻后固溶处理工艺的流程图；

图4为本发明奥氏体不锈钢黑皮锻件锻后固溶处理工艺的温度-时间曲线图。

具体实施方式

本发明奥氏体不锈钢黑皮锻件锻后固溶处理工艺的流程可参见图3所示，首先进行锻件的锻造，在锻造工艺中始锻温度为1100℃～1200℃，终锻温度大于等于850℃，上述始锻温度和终锻温度的具体值按各奥氏体不锈钢锻件的材质确定，锻件的锻造比大于等于3，最后一火次的锻件变形量大于等于20％；锻件完工、外形尺寸合格之后对锻件进行固溶处理，如图4所示，其中终锻时炉温大于等于900℃，在终锻后不将锻件冷却至室温，而是立即进炉加热，尽速将温度升至固溶化温度1000℃～1100℃，进炉加热时升温的速度大于或等于80℃/h，由于合金碳化物Cr23C6的析出温度使400℃～850℃，因此将锻件在终锻后立即快速升温，可以最大程度的避免合金碳化物Cr23C6的析出，而且节约了能源；然后保温1～4小时，所述保温时间随锻件截面的大小而决定，所述锻件截面面积越大，所述保温时间就越长，这是为了消除锻件加工硬化和使晶粒充分再结晶，与现有技术相比，保温时间相对较短，并且固溶的效果更好，节约了能源，并且缩短了生产周期；再将锻件出炉并立即进入水箱冷却至室温，固溶处理工艺结束，并进行之后的粗加工、取样、理化试验的步骤，最后合格入库。

综上所述，本发明奥氏体不锈钢黑皮锻件锻后固溶处理工艺使固溶工艺可以广泛的应用于各种大小截面、各种技术标准的奥氏体不锈钢锻件固溶处理。晶粒度、耐腐蚀性能都达到了技术标准的考核，合格率很高。此固溶化处理工序稳定、操作简化、节约能源、缩短生产周期、从而达到加快产出的目的。