[发明专利]9Cr18MoV钢锻件的锻造及热处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及不锈钢锻件的锻造及热处理方法方法，特别是涉及了一种9Cr18MoV钢锻件的锻造及热处理方法。

背景技术

9Cr18MoV钢是一种马氏体型不锈钢，具有良好的耐腐蚀性。钢中添加的Mo元素和V元素，能够提高钢的抗点蚀能力，同时，提高了钢的热强性使其能够在更高的温度下使用。燃气轮机的许多零部件采用的是该材料锻件。

采用常规的锻造方法对9Cr18MoV钢进行锻造时，经常会出现碳化物在晶间析出，在后续热处理过程中出现渗碳、渗氮和渗氢等现象，严重影响了9Cr18MoV钢的抗腐蚀性能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种采用对9Cr18MoV钢进行热处理后再锻造，来实现该钢锻件的锻造及热处理方法，可以使9Cr18MoV钢锻件获得良好的抗腐蚀性能。

为解决上述技术问题，本发明所述9Cr18MoV钢锻件的锻造及热处理方法，其技术方案包括以下步骤：

(1)将9Cr18MoV钢锭装入热处理炉中进行锻前热处理；

(2)在一定的温度区间内对经上述热处理后的9Cr18MoV钢锭进行锻造制坯；

(3)在一定的温度区间内对上述9Cr18MoV钢坯料进行终锻成形，得到9Cr18MoV钢锻件；

(4)将上述9Cr18MoV钢锻件进行正火热处理；

(5)将上述9Cr18MoV钢锻件进行回火热处理。

步骤(1)所述锻前热处理是将所述9Cr18MoV钢锭加热到1150±10℃保温20～100min，随炉冷却至980±10℃保温20～100min，空冷至室温。

步骤(2)所述的制坯温度区间为1000℃～1150℃。

步骤(3)所述的终锻成形温度区间为780℃～900℃。

步骤(4)所述的正火热处理包括两次正火热处理，第一次正火是先将9Cr18MoV钢锻件加热到800±10℃℃保温30～120min，再升温至920℃保温30～120min，空冷至200～300℃后进行第二次正火；第二次正火是先将9Cr18MoV钢锻件加热到650±10℃保温30～120min，再升温至750±10℃保温30～120min，空冷至室温。

步骤(5)所述的回火热处理是将9Cr18MoV钢锻件加热到220～240℃保温30～100min，空冷至室温。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明所述的9Cr18MoV钢锻件的锻造及热处理方法，9Cr18MoV钢锭在锻前进行热处理，使碳化物完全溶入晶粒中，避免了碳化物因在晶界上富集而在锻造过程中析出，从而保证了9Cr18MoV钢的抗腐蚀性能。锻前热处理先加热到1150℃±10℃保温再降到980±10℃保温，使9Cr18MoV钢基体组织具有良好的应力状态，保证了后续热加工顺利完成。

在1000℃～1150℃温度区间进行制坯、在780℃～900℃进行终锻成形，使锻件组织更为均匀稳定，且晶粒更细化，使锻件的强度、韧性及低温冲击性能得到很大的提高。

采用两次正火，明显减轻了锻件的带状组织等缺陷，使组织细化均匀。采用220～240℃的低温回火，防止了9Cr18MoV钢的渗碳、渗氮和渗氢等现象，进一步保证了9Cr18MoV钢的抗腐蚀性能，同时，消除了锻后残余应力的负面作用；有效地控制了氢含量，使9Cr18MoV钢锻件的组织更为细小均匀。

经检测该9Cr18MoV钢锻件的室温拉伸性能其抗拉强度为1140～1250MPa(大于使用要求的1020MPa)，断后伸长率为15％～18％(大于使用要求的12％)，断面收缩率为38％～42％(大于使用要求的25％)，硬度HRC为56～59(满足使用要求的＞55)。

经检测该9Cr18MoV钢锻件的耐腐蚀性能在室温下，质量分数为5％～20％的硝酸溶液中的腐蚀速度为0.03～0.05mm/a(满足使用要求的＜0.1mm/a)。

具体实施方式

实施本发明所述的9Cr18MoV钢锻件的锻造及热处理方法，需要提供高温加热炉、压力机、机械手，环轧机等设备。具体实施方式如下：

9Cr18MoV钢主要化学元素含量(重量百分比)为：含C量0.85％～0.95％、含Mn量≤0.80％、含Si量≤0.80％、含Cr量17.0％～19.0％、含Mo量≤1.0％～1.3％、含V量≤0.07％～0.12％、含S量≤0.030％、含P量≤0.035％、余量为Fe。

9Cr18MoV钢锻件的锻造及热处理工艺步骤如下：