[发明专利]一种核电蒸发器用椭圆封头锻件的热处理工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种核电设备锻件的热处理工艺，具体涉及一种核电蒸发器用椭圆封头锻件的热处理工艺。

背景技术

CAP1400蒸汽发生器是在AP1000蒸汽发生器的基础上自主开发的第三代核电蒸汽发生器，是未来将要发展的主要蒸汽发生器堆型。与AP1000蒸汽发生器锻件相比，CAP1400蒸汽发生器锻件的吨位和尺寸更大、一体化程度更高，大大增加了锻件的制造难度。

CAP1400核电蒸汽发生器用椭圆封头锻件采用SA508Gr.3Cl.2钢制造，如附图1所示。该锻件采用封头盖和封头环一体化成型的制造方式，相比AP1000椭圆封头锻件吨位更大、形状更复杂，属于典型的特厚异型复杂锻件。锻件热处理外径尺寸不小于Φ6000mm，热处理吨位超过100吨。由于椭圆封头锻件不同部位壁厚差异较大，尤其是凸台处和碗口端壁厚差异大，以图1为例，凸台处最大壁厚640mm，碗口壁厚约200mm，不同部位壁厚差异最大可达400mm以上，以及锻件形状复杂，锻件锻压变形的过程中不同位置变形量不一致，碗口端变形量较大，凸台处变形量相对较小，很容易造成两个位置晶粒度和组织的差异，凸台处甚至有可能因为变形量不足造成粗晶或者混晶问题。另外，热处理过程中，两端由于壁厚的显著差异造成加热保温时间不一致，碗口端实际保温时间较长，容易造成晶粒粗化。该封头锻件两端都需要取样考核力学性能，所以热处理难度很高。

SA508Gr.3Cl.2钢核电大锻件性能热处理的常规工艺通常采用正火作为预备热处理，对于初始状态晶粒粗大的锻件，该工艺难以充分细化组织晶粒度。采用常规热处理工艺，CAP1400蒸发器椭圆形封头锻件凸台位置的晶粒度无法得到有效细化，晶粒度仅为6级，而碗口端会因为长时间高温加热保温而造成晶粒进一步粗化。

按现有技术中(比如CN103627873A)的常规热处理工艺获得的AP1000椭圆封头和CAP1400椭圆形封头的晶粒度都仅为6级，其强韧性力学参数也仅仅是勉强能达到使用要求，所以CAP1400蒸发器椭圆形封头锻件采用常规热处理工艺生产时存在产品强韧性性能不合格率较高的风险。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种SA508Gr.3Cl.2钢核电蒸发器用椭圆封头锻件的热处理工艺，其能够解决常规工艺不能有效细化锻件晶粒，锻件晶粒度低，且锻件的强韧性不足的问题。

为解决上述技术问题，本发明所提供的一种SA508Gr.3Cl.2钢核电蒸发器用椭圆封头锻件的热处理工艺，包括：

第一步：将锻件在加热炉中加热至720～810℃，进行保温；

保温时长由锻件壁厚决定，每100mm保温1～2h，保温结束后将锻件吊出加热炉转水槽中水冷淬火；

第二步：将锻件在加热炉中加热至880～900℃，进行保温；

保温时长由锻件壁厚决定，每100mm保温1～2h，保温结束后将锻件吊出加热炉转水槽中水冷淬火；

第三步：将锻件在加热炉中加热至635～655℃，进行保温；

保温时长由锻件壁厚决定，每100mm保温1～2h，保温结束后将锻件吊出加热炉空冷。

本发明的技术效果是：本发明的热处理工艺控制第一步在720～810℃进行保温，第二步在880～900℃进行保温，第一步在635～655℃进行保温，通过上述三步工艺，一方面可以防止碗口端壁厚较小的位置因为长时间高温奥氏体化保温造成晶粒粗化；另一方面晶粒细化效果有利于消除凸台处壁厚较大的位置因为变形不足而造成的粗晶的影响。经本发明的热处理工艺处理后，椭圆封头锻件的壁厚差异较大的封头碗口端和凸台位置都获得了7级的晶粒度，相比常规工艺获得6级晶粒度提高了一个等级，并使锻件整体强韧性也得到了较大提高，相比性能考核要求有了较大的富余，可降低产品出现不合格的风险。

附图说明

图1为现有的采用SA508Gr.3Cl.2钢制造的核电蒸汽发生器用椭圆封头锻件的热处理余量图。

图2为本发明的热处理工艺图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的SA508Gr.3Cl.2钢核电蒸发器用椭圆封头锻件的热处理工艺，其主要是应用于CAP1400蒸汽发生器外径尺寸不小于Ф6000mm的椭圆形封头锻件进行热处理，包括以下步骤：