[发明专利]核电站反应堆的堆内构件用奥氏体不锈钢锻件的锻造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种大型铸锻件的锻造方法，具体涉及一种核电站反应堆的堆内构件用奥氏体不锈钢锻件的锻造方法。

背景技术

核电作为清洁、低碳能源不但被发达国家广泛使用，而且当前很多发展中国家也越来越多认识到核电在环保和经济发展中的重要性。因此一些发展中国家也在大力兴建核电站和计划投建，可以说当前正是核电站高速发展的时期。

在中国，电力供应始终跟不上经济的发展这一问题始终存在，而且有制约经济快速发展的趋势。而火力发电，不但受到传统能源资源的限制，也破坏了环境。为了适应经济发展和保护环境的需要，中国正努力调整能源结构，在不断淘汰小火电的同时，大力发展清洁、低碳、资源丰富的核电产业。力争到2030年，使核电发电量由2010年全国占总发电量的1％，达到占全国发电量的13％这一目标。

但是，采用现有的技术生产核电站反应堆的堆内构件用奥氏体不锈钢锻件，其产品质量不稳定，无法达到批量生产的地步。生产中出现的问题主要表现，一是锻造时钢锭易产生大的裂纹，必须将钢锭冷却下来清理后重新加热锻造，有的钢锭裂纹过大甚至出现钢锭报废；二是虽然生产出锻件，但后段检验不合格，突出表现为有锻件混晶问题、晶粒粗大等，使固溶处理后性能指标达不到产品要求，并最终报废。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种核电站反应堆的堆内构件用奥氏体不锈钢锻件的锻造方法，它可以改善堆内构件用奥氏体不锈钢的性能，提高奥氏体不锈钢的质量，减少生产中的废品。

为解决上述技术问题，本发明核电站反应堆的堆内构件用奥氏体不锈钢锻件的锻造方法的技术解决方案为，包括以下步骤：

第一步、将堆内构件用奥氏体不锈钢钢锭装炉；控制钢锭装炉量，使钢锭装炉量尽量少；

控制钢锭装炉量的方法是：出口管嘴用钢锭的每炉装炉量允许超过四支钢锭，其他四种堆内构件用钢锭的每炉装炉量不得超过三支钢锭；所述四种堆内构件为吊篮法兰、堆芯支承板、上支承板、上支承法兰。

所述其他堆内构件用钢锭的每炉装炉量最好为两支钢锭。

第二步、第一火锻压；控制第一火锻压的总压下量和每道次压下量；

控制第一火锻压的总压下量和每道次压下量的方法是：对钢锭的第一火锻压分两遍进行，第一遍压下的变形量不超过80mm，第二遍压下的变形量不超过150mm。

第一火锻压之后，将钢锭返炉加热并保温；

将钢锭返炉加热并保温的控制方法是：每100mm的钢锭截面直径或厚度值的加热保温时间为1小时；保温温度为1800～1200℃。

第三步，中间火次锻压；

中间火次锻压分为多次，每火的变形量不得低于10％(每火变形量与每火初始截面比)；

每一火次锻压之后，将钢锭返炉加热并保温；

所述每一火次锻压之后，将钢锭返炉加热并保温的控制方法是：每100mm的钢锭截面直径或厚度值的加热保温时间为1小时；保温温度为1800～1200℃。

第四步，最后一火锻压，得到成品堆内构件毛坯锻件；

最后一火的变形量不得低于12％，或者用锻比衡量，最后一火的锻比不小于1.4。

所述最后一火锻压之后，将钢锭返炉加热并保温的控制方法是：每100mm的钢锭截面直径或厚度值的加热保温时间为0.8小时；最后一火锻压的终锻最佳的温度是850～900℃。

所述第二步至第四步的总锻比不低于6。

本发明可以达到的技术效果是：

本发明能够解决奥氏体不锈钢钢锭裂纹、混晶、晶粒粗大等问题，实现电站反应堆的堆内构件用奥氏体不锈钢锻件的细晶化锻造。

本发明能够实现核电用大型锻件质量稳定的目标，并且能够实现批量生产。

具体实施方式

本发明核电站反应堆的堆内构件用奥氏体不锈钢锻件的锻造方法，包括以下步骤：

第一步、将堆内构件用奥氏体不锈钢钢锭装炉；控制钢锭装炉量，使钢锭装炉量尽量少；

堆内构件包括出口管嘴、吊篮法兰、堆芯支承板、上支承板、上支承法兰五种，出口管嘴用钢锭的每炉装炉量(指每一加热炉次)允许超过四支钢锭，其他四种堆内构件用钢锭的每炉装炉量不得超过三支钢锭；

这是由于出口管嘴使用的钢锭较小，使用小压机锻压，锻压的效率较高，因此装炉量适当放大，每一加热炉装四支及以上钢锭也不会出现大的质量问题；但对于其他堆内构件由于锻压效率不高，因此应严格控制钢锭装炉量，一般每一加热炉装两只钢锭；