[发明专利]一种核主泵铸造叶轮的热处理工艺及应用

说明书

本发明公开了一种核主泵铸造叶轮的热处理工艺及应用，叶轮浇注完成后，在铸态条件下首先进行热等静压处理，然后进行淬火和回火处理，所述核主泵铸造叶轮材料为马氏体不锈钢。上述的热处理工艺在泵类产品的铸造马氏体不锈钢叶轮上的应用。本发明的核主泵铸造叶轮热处理工艺，提高了铸件的强度、韧性和疲劳性能，减少了核主泵叶轮铸件在射线探伤检查的缺陷率和报废率，提高了铸造的核主泵叶轮在高温高压辐照环境中应用的可靠性。

技术领域

本发明属于热处理工艺技术领域，具体涉及一种核主泵铸造叶轮的热处理工艺及应用。

背景技术

伴随着中国政府为调整能源结构、保障能源安全，保护环境并控制温室气体排放，提出可持续发展政策方针以及大力倡导使用清洁能源的基本国策，核电站的建设已经成为国家实力的综合体现。拥有具有自主知识产权的大型先进核电技术，是我国步入世界核电大国行列，并向核电强国迈进的基础。

主泵犹如核电站的心脏，是动力装置，推动反应堆冷却剂在一回路循环，用循环高压水冷却和提取压水堆芯部热量，输送到蒸汽发生器。核主泵的叶轮是实现泵性能的重要功能部件，叶轮内部流道复杂，叶片薄扭曲量大。采用砂型或熔模铸造的叶轮，其内部组织存在不同程度的缩孔、疏松、气孔等组织缺陷。存在于叶片部分的铸造缺陷难以通过射线探伤的方法检测，在产品的使用过程中这些缺陷的扩展会造成质量隐患，降低叶轮的疲劳强度，增加叶片断裂的危害性。

热等静压技术是材料加工领域的现代重要技术，热等静压技术在核电领域中的应用，主要以粉末冶金产品为主，对于应用在核主泵叶轮铸件中没有先例。

发明内容

本发明所要解决的问题是核主泵铸造叶轮存在于叶片部分的铸造缺陷难以检测，在使用过程中会造成安全隐患，提供一种核主泵铸造叶轮的热处理工艺及应用。

为解决以上问题，本发明采用的技术方案是：

一种核主泵铸造叶轮的热处理工艺，叶轮浇注完成后，在铸态条件下首先进行热等静压处理，然后进行后续热处理，所述核主泵铸造叶轮材料为马氏体不锈钢。

进一步地，所述核主泵铸造叶轮材料为马氏体不锈钢ASTMA-743MCA6NM，热等静压处理后进行淬火和回火处理。

进一步地，所述的热等静压处理工艺为：在1110～1170℃保温3～5小时，介质为氩气，等静压压力为120～170MPa。

进一步地，所述淬火工艺为：在1050±10℃下保温3～5小时，出炉空冷至室温。

进一步地，所述回火工艺为：一次回火处理：在680±10℃保温3～5小时，出炉空冷至室温；二次回火处理：在610±10℃保温3～5小时，出炉空冷至室温。

上述的热处理工艺在泵类产品的铸造马氏体不锈钢叶轮上的应用。

本发明的核主泵铸造叶轮的热处理工艺，核主泵铸造叶轮经热等静压处理后，闭合铸件内部的缩孔、气孔等孔洞类缺陷，压实铸件内部的疏松、缩松等缺陷，使铸件具有完整、组织均匀、充分致密化的结构，提高了铸件的强度、韧性和疲劳性能，减少了核主泵叶轮铸件在射线探伤检查的缺陷率和报废率，提高了铸造的核主泵叶轮在高温高压辐照环境中应用的可靠性。

具体实施方式

本发明要解决现有砂型或熔模铸造方法获得的核主泵叶轮，由于内部铸造缺陷导致叶轮产生缺陷清除补焊等加工周期变长，成本增高，在产品使用过程中易造成质量隐患的问题。本发明提供一种核主泵铸造叶轮的热处理工艺，叶轮浇注完成后，在铸态条件下首先进行热等静压处理，然后进行后续热处理，所述核主泵铸造叶轮材料为马氏体不锈钢。