[发明专利]一种船用起重设备高强度锻件锻造及热处理工艺

说明书

本发明公开了一种船用起重设备高强度锻件锻造及热处理工艺，技术方案包括：步骤S1，按照设计对原材料进行熔炼得坯料钢锭；步骤S2，钢锭锻造加热；步骤S3，钢锭锻造，锻造过程包括3个火次；步骤S4，锻后热处理；步骤S5，锻件进行性能热处理，本发明的优点在于对双相不锈钢的元素配方和配套工艺做改进，提高了Cr、Mo等合金元素含量，充分发挥奥氏体和铁素体双相组织的强化作用，使合金具有高强度又具备良好的低温韧性。

技术领域

本发明涉及特种锻件处理技术领域，尤其涉及一种船用起重设备高强度锻件锻造及热处理工艺。

背景技术

随着人类环保需求的不断提高和化石能源的过度开发，风能这种清洁的可再生能源受到了广泛的关注，而经过多年的发展，陆上风电技术已经渐趋成熟，其存在的电力不稳定、发电能力饱和等问题也逐渐暴露出来。在这种情况下，人们就把目光转移到了风速平稳且不征用土地资源的海上风电场上。为了抢占的目前相关空白的海上风电设备的空白市场，各个大企业都投入对于海上风电设备的研发。

目前海上风机和地上风机一致都是体积巨大的巨无霸，它们的重量达到几百吨，随着装机数量和功率也在不断提升，新型的海上风电安装船也会应运而生，目前中国海上风电的开发水域主要集中在近岸和潮汐带，走向深蓝是未来的必然趋势。但是走向深蓝对海上风电安装船的起重设备也有巨大的挑战，目前的双相不锈钢虽然有较好的理化性能，但是其不能有十分适应远洋环境，存在以下问题:

1、以我国东海为例，夏季海水盐度为25‰，冬季为30‰，并且海上的湿度高，造成了高盐高湿的控制环境，由于金属有晶界存在，物理性质不均一，实际的金属材料不可避免含有杂质，空气中的氯离子能破坏金属表面的氧化膜，并能与金属离子形成络合物，后者在水解时产生氢离子，使空气中液滴呈酸性，对于合金的腐蚀作用加强，一般会导致合金表层腐蚀，严重的时候甚至会导致合金出现裂痕。

2、海上环境的温度决定于太阳辐射过程、大气与海水之间的热量交换和蒸发等因素，导致海上温度低，合金零件在低温环境中服役，收到冲击或承载起重载荷，容易出现裂痕，严重的时候合金的晶体组织会出现失稳断裂。

3、海上环境的昼夜温差大，并且温度变化垂直梯度大，合金收到热胀冷缩效应的影响也会发生弹性变形，目前不锈钢的应变敏感性高和韧性不足，也会导致合金在长时间的使用过程出现裂痕。

发明内容

针对上述现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种船用起重设备高强度锻件锻造及热处理工艺，其优点在于对双相不锈钢的元素配方和配套工艺做改进，提高了Cr、Mo等合金元素含量，充分发挥奥氏体和铁素体双相组织的强化作用，使合金具有高强度又具备良好的低温韧性。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种船用起重设备高强度锻件锻造及热处理工艺，其特征在于，包括：

步骤S1，按照设计对原材料进行熔炼得坯料钢锭，钢锭中各化学元素的成份重量百分比为：C：≤0.30～0.40％，Mn：≤05～0.8.0％，P：≤0.030％，S≤0.025％，Si：≤0.17～0.37％，Cr：0.7～1.1％，Ni：≤2.75～3.25％，Mo：≤0.25～0.40％，余量为Fe及杂质；

步骤S2，钢锭锻造加热，包括以下工步：(1)、钢锭装炉；(2)、钢锭升温阶段，升温温度范围是400～850℃；(3)钢锭保温阶段；

步骤S3，钢锭锻造，锻造过程包括3个火次；

(1)第一火次：锻造温度为1180～1200℃；在第一火次中，将钢锭依次拔长、镦粗；

(2)第二火次；锻造温度为1150～1180℃；在第二火次中，将钢锭拔长、镦粗；

(3)第三火次；锻造温度为1150～1180℃；在第三火次中，将钢锭拔长成型，得锻件；