[发明专利]一种防止双相不锈钢端面锻造裂纹的成形方法

说明书

一种防止双相不锈钢端面锻造裂纹的成形方法，对双相不锈钢钢锭锻造过程中，将双相不锈钢钢锭加热至1220‑1250℃，保温4‑6小时后快速出炉，在自由锻锤或压机上进行锻造前，快速对钢锭端面进行淬水急冷；若锻造一次至所需尺寸，即完成锻造过程，若锻造一次之后未达到所需尺寸，将钢锭回炉加热至1200‑1230℃，保温2.5－3小时后淬水急冷并再次锻造，重复回炉加热、保温急冷锻造直至到达所需尺寸。通过在双相不锈钢锻造过程中对锻坯端面进行淬水急冷，改变锻坯端面在锻造过程中的受力状态，避免锻坯端面锻造裂纹的产生。提高双相不锈钢材料利用率及锻造成品率，成功生产出内部质量和表面质量良好的双相不锈钢锻件产品，该技术具有明显的经济效益。

技术领域

本发明属于特种合金热加工成形技术领域，具体说的是一种防止双相不锈钢端面锻造裂纹的成形方法。

背景技术

一般双相不锈钢在固溶组织中铁素体相与奥氏体相约各占一半，兼具铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢的优点。具有良好的综合力学性能，有较高的强度和疲劳强度，良好的耐腐蚀疲劳及磨损腐蚀性能，很高的耐孔蚀、缝隙腐蚀性能，而且在有机酸和无机酸中的腐蚀速率也很低，在炼油、化学、纸浆和造纸、化肥、海水淡化、烟气脱硫、化工废气处理、高强度结构件等行业中得到广泛应用。但双相不锈钢的热塑性较差，锻造成品率低，一定程度上限制了其应用。

双相不锈钢在高温锻造过程中，处于奥氏体、铁素体两相区，应变倾向集中于铁素体相中，并随温度增加两相比例和两相中元素分配也会发生变化，铁素体相增多，塑性增加。但两相的变形行为不同，铁素体钢变形时主要软化过程是应变时的动态恢复，奥氏体钢主要软化过程是动态再结晶，两相软化过程不同，锻造时双相不锈钢中不均匀的应力和应变分布容易导致在相界的裂纹成核和扩展，导致工件边部和表面裂纹，特别是端面开裂较为严重。

目前双相不锈钢的典型热加工成型工艺为：将钢锭或锻坯加热至1200-1250℃，保证两相变形时应力应变相对均匀。采用自由锻锤或者压机将钢锭或锻坯变形至产品形状。实际热加工过程中，在锻坯端面预留100-150mm长锻坯不进行锻造变形，以此端面作为固定刚端，防止锻坯端面锻造裂纹出现，后续机加工过程中将此段未变形部分锯掉。此方法可以有效避免端面裂纹，但造成了材料浪费，增加了生产成本。专利“CN 103121034B超级双相不锈钢钢锭热加工开坯”中双相不锈钢2507的加热温度为1180℃，热轧开坯温度为1050-1150℃。该工艺的优点为：采用初轧机代替锻压机进行热加工开坯，缩短了生产周期，一定程度上解决了双相不锈钢2507的热加工成型问题。该工艺的缺点为：①对钢锭规格有严格要求，不适用于大规格钢锭成型。②热加工成型温度区间窄，需要多次加热，生产效率低，操作繁琐，对设备的要求高，实际生产过程中，难以控制。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种防止双相不锈钢端面锻造裂纹的成形方法，通过在双相不锈钢锻造过程中对锻坯端面进行淬水急冷，改变锻坯端面在锻造过程中的受力状态，避免锻坯端面锻造裂纹的产生。提高双相不锈钢材料利用率及锻造成品率，弥补双相不锈钢在热加工性能上的不足。

为实现上述技术目的，所采用的技术方案是：一种防止双相不锈钢端面锻造裂纹的成形方法，通过中频感应炉初炼、氩氧脱碳炉精炼工艺冶炼自耗双相不锈钢电极，采用电渣重熔工艺将自耗双相不锈钢电极冶炼成双相不锈钢钢锭，对钢锭进行锻造的具体方法是：

步骤S1：对双相不锈钢钢锭锻造过程中，将双相不锈钢钢锭加热至1220-1250℃，保温4-6小时后快速出炉，在自由锻锤或压机上进行锻造前，快速对钢锭端面进行淬水急冷；

步骤S2：若锻造一次至所需尺寸，即完成锻造过程，若锻造一次之后未达到所需尺寸，将钢锭回炉加热至1200-1230℃，保温2.5－3小时后淬水急冷并再次锻造，重复回炉加热、保温急冷锻造直至到达所需尺寸。

进一步，采用电渣重熔工艺将自耗双相不锈钢电极冶炼成双相不锈钢钢锭的具体方法包括以下步骤；