[发明专利]LF2低温用阀体锻件热处理工艺

说明书

技术领域

本发明涉及多向模锻件热处理工艺，具体是一种LF2低温用阀体锻件热处理工艺。

背景技术

LF2低温用阀体锻件的使用环境较为复杂，阀体要承受低温和高压。若使用环境温度低于阀体锻件材料的韧脆转变温度，则阀体材料在使用环境温度下其脆性大大增加，发生脆性断裂的风险也大大增加，带来严重的事故。因此，通过热处理工艺来提高低温用阀体锻件材料的低温冲击性能是其热处理的主要目的之一。

对于LF2钢的锻件，传统的热处理工艺为正火+淬火+回火。正火工艺参数为850℃～920℃空冷，淬火工艺参数为910℃～940℃空冷，回火工艺参数为593℃～649℃空冷。在实际生产中采用的热处理工艺为920℃正火+910℃淬火+640℃回火。LF2低温用阀体锻件的性能要求和通过10炉热处理后的锻件力学性能统计分别见表1和表2。

表1 LF2低温用阀体锻件力学性能要求

屈服强度Mpa抗拉强度Mpa伸长率%断面收缩率%-50℃冲击吸收功J250485~6552230平均不小于27，单个不小于22

表2 热处理后锻件力学性能

由上表可见，锻件拉伸性能稳定，而低温冲击性能不稳定，且低温冲击吸收功偏低，个别锻件低温冲击吸收功甚至小于22J，这大大增加了阀体锻件在该温度下使用时发生脆性断裂的风险。这样的热处理工艺不能使锻件满足使用要求，因此需要对热处理工艺进行调整。

通过对性能不合格锻件进行金相检验，发现性能不合格锻件局部金相组织粗大，出现了网状铁素体。如图1所示，网状铁素体的出现能大幅降低钢的冲击性能。

钢的性能是由组织决定的。网状铁素体组织的出现大大降低了锻件的低温冲击性能，因此，如何避免网状铁素体的出现成了主要问题。

网状体素体的出现的主要原因有两点：1、正火、淬火温度高，钢局部过热；2、淬火冷却速度慢，淬火时钢的奥氏体组织不能完全转变为马氏体组织。

发明内容

本发明旨在解决上述问题，而提供一种针对低温用阀体锻件的形状特点，对具体的工艺参数进行优化，使得多向模锻件热处理后各个部位的金相组织、拉伸和冲击性能趋于均匀，满足使用要求的LF2低温用阀体锻件热处理工艺。

本发明解决所述问题，采用的技术方案是：

一种LF2低温用阀体锻件热处理工艺，按下述方法进行：

（1）装炉：单层、平置摆放锻件，保证锻件淬火时各个部位冷却速度相同或相近；

（2）升温：升温速度不高于250℃/h；

（3）正火：正火温度900℃，正火保温时间按照1小时/25mm计算；

（4）正火冷却：用专用吊具使锻件整体出炉，锻件出炉后分散摆放，使各个部位冷却速度均匀；

（5）淬火：淬火温度880℃，淬火保温时间按照1小时/25mm计算；淬火过程中，热处理操作机的叉臂通过上下、左右运动，使锻件在淬火槽中运动；淬火槽配有水冷却循环机构，淬火过程中，水冷却循环机构工作，使水槽中的水在水槽和外部的冷却塔之间循环流动，使水降温；锻件出炉到完全进入水中的时间30秒；