[发明专利]核反应堆压力容器钢大型厚壁锻件提升低温冲击功的方法

摘要

本发明公开了一种核反应堆压力容器钢大型厚壁锻件提升低温冲击功的方法，包括以下步骤：第一步，冶炼钢锭；第二步，锻造锻件；第三步，锻后热处理；第四步，性能热处理。本发明通过化学成分的控制、锻造过程中的高温扩散和适当的热处理工艺，能够获得细晶粒、组织均匀的回火贝氏体组织，达到良好的力学性能尤其是低温冲击功，从而能够提高压力容器锻件的低温冲击韧性，保证锻件具有更好的质量稳定性和更高的使用安全裕度值。

主权项

1.一种核反应堆压力容器钢大型厚壁锻件提升低温冲击功的方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，冶炼钢锭；所述钢锭的成分为：C：0.018～0.20％，Mn：1.40～1.50％，P≤0.008％，S≤0.005％，Si：0.25～0.40％，Ni：0.80～0.95％，Cr≤0.25％，Mo：0.45～0.50％，V≤0.05％，Al：0.020～0.030％，N：0.020～0.030％，0≤0.003％，H≤0.0002％；冶炼方法包括以下步骤：步骤1.1，真空精炼钢水，钢水的成分含量符合钢锭的成分范围；步骤1.2，将钢水浇注成电极棒，获得电极棒；步骤1.3，在电渣重熔炉中将电极棒进行重熔，进一步提纯钢水，去除夹杂物，铸成200～320吨的电渣重熔钢锭；重熔过程中采用干燥氮气保护；第二步，锻造锻件；对第一步所获得的钢锭进行锻造成形，获得壁厚为280～400mm的厚壁锻件毛坯；锻造成形包括以下步骤：步骤2.1，热送钢锭；步骤2.2，压钳把；步骤2.3，一次墩粗；步骤2.4，扩散退火；钢锭经一次墩粗后送至炉温为1240～1290℃的加热炉内保温100～120小时，进行高温扩散退火；步骤2.5，拔长；步骤2.6，二次墩粗；步骤2.7，冲孔；步骤2.8，扩孔成形；第三步，锻后热处理；对壁厚为280～400mm的厚壁锻件毛坯进行锻后热处理，包括以下步骤：步骤3.1，将锻件热送至炉温为550～650℃的加热炉内保温4～6小时；步骤3.2，使加热炉的炉内温度以≤50℃/h的降温速度冷却至250～350℃保温14～16小时；步骤3.3，使加热炉的炉内温度以≤50℃/h的升温速度升温至650～700℃保温4～6小时；步骤3.4，使加热炉的炉内温度尽速升温至970～990℃保温14～18小时，实现正火，使锻件奥氏体化；步骤3.5，使奥氏体化的锻件出炉空冷至250～350℃；步骤3.6，将锻件再次热送至炉温为250～350℃的加热炉内保温14～16小时；步骤3.7，使加热炉的炉内温度以≤50℃/h的升温速度升温至640～660℃保温80～120小时，实现回火；步骤3.8，使加热炉的炉内温度以≤50℃/h的降温速度冷却至≤150℃，使锻件出炉；第四步，性能热处理；对壁厚为280～400mm的厚壁锻件毛坯进行粗加工，得到壁厚为200～280mm的锻件；对壁厚为200～280mm的锻件进行性能热处理；性能热处理包括以下步骤：步骤4.1，将锻件冷送至炉温为350～450℃的加热炉内保温3～5小时；步骤4.2，使加热炉的炉内温度以≤50℃/h的升温速度升温至650～700℃保温4～6小时；步骤4.3，使加热炉的炉内温度尽速升温至920～940℃保温5～7小时，实现正火，使锻件奥氏体化；步骤4.4，使奥氏体化的锻件出炉空冷至≤120℃；步骤4.5，将锻件再次送至炉温为350～450℃的加热炉内保温3～5小时；步骤5.6，使加热炉的炉内温度以≤50℃/h的升温速度升温至650～700℃保温4～6小时；步骤4.7，使加热炉的炉内温度尽速升温至880～900℃保温，保温时间按100mm壁厚2～2.5小时计算，使锻件奥氏体化；步骤4.8，使锻件出炉水冷至室温，实现淬火；步骤4.9，将锻件再次热送至炉温为250～350℃的加热炉内保温3～5小时；步骤4.10，使加热炉的炉内温度以≤50℃/h的升温速度升温至650～660℃保温，保温时间按100mm壁厚2～2.5小时计算，实现回火；步骤4.11，使加热炉的炉内温度以≤50℃/h的降温速度冷却至≤150℃，使锻件出炉。