[发明专利]316LN钢大锻件锻造晶粒控制方法

说明书

技术领域

本发明属于奥氏体不锈钢大型锻件锻造技术领域，具体涉及一种316LN钢大锻件锻造晶粒度控制方法。

技术背景

API1000核电技术是目前最先进、最安全的第三代核电技术。在该技术中连接反应器和蒸汽发生器的热支路主管道是用316LN钢制造的。该锻件重达56吨，晶粒度级别要求达到3～4级。目前，国内外对于锻造这种奥氏体不锈钢大型锻件采用的是自由锻造。锻造工艺的制定，通常是根据钢种的相图、热塑性图和过热温度确定其锻造温度区间，即确定其始锻温度T_i＝1200℃±10℃，终锻温度为T_f＝925℃±25℃；再根据锻件用钢锭的重量、锻件的形状尺寸以及锻件的技术要求确定总锻比；最后根据大型锻件锻造理论，确定锻造火次和工序，以及各工序的分锻比，如表1所示。

表1(n为正整数，T_i＝1200℃±10℃，T_f＝925℃±25℃)

  火次  1～n  (n+1)～(n+3)  锻造温度区间  T_i～T_f  T_i～T_f  操作工序及变形过程  倒棱、滚圆；镦粗、拔长  镦粗、拔长，成形  锻比(变形量)  k₁～k_n  k_n+1～k_n+3  锻造晶粒度级别  1级左右  1级左右

上述传统锻造工艺中主要是考虑了钢锭铸态组织的改善和锻透性的要求，锻造晶粒度只能达到1级左右，而且混晶问题也比较严重，达不到本发明中所述的锻件晶粒度3～4的要求。

发明内容

本发明目的是针对316LN钢大锻件晶粒度3～4级的要求，考虑到在锻造过程中温度、变形量和火次对锻件内部晶粒长大的影响规律，而提供一种对现有锻造工艺进行优化和改进，使锻件晶粒实现细匀化并达到3～4级的方法。

本发明是这样实现的，它是首先采用始锻温度T_i＝1200℃±10℃、终锻温度T_f＝925℃±25℃的现有技术对钢锭进行1～n火次锻造，经过倒棱、滚圆，镦粗和拔长等工序的开坯和初锻，消除和改善了铸态组织，对钢锭进行了充分锻透，使锻坯内部晶粒度达到1级左右。然后，在后续的锻造成形工序实行晶粒组织的控制，即在后续的(n+1)～(n+3)火次时，将始锻温度改为T_c＝1075℃±25℃，终锻温度仍为T_f＝925℃±25℃，再对锻坯进行锻造成形，锻造过程中要求总变形量为60％，各火次的变形量分别为20％～30％。

本发明的优点和积极效果是使锻件内部晶粒进一步细化和均匀化，晶粒度级别达到3～4级。

具体实施方式

如表2所示，对316LN钢锭进行锻造为例。

表2