[发明专利]一种超大截面轴类奥氏体管道控制晶粒度的锻造方法

说明书

本发明涉及金属锻造技术领域，公开了一种超大截面轴类奥氏体管道控制晶粒度的锻造方法，所述锻造方法包括如下步骤：压钳把+预拔长、镦粗工序、拔长、二次镦粗、二次拔长、号印分料、初步拔长和拔长完工八个工序。本方法首先通过高温和大变形锻造技术，打碎柱状晶、改善宏观偏析、破碎铸态组织、焊合内部孔隙、得到合理的纤维方向分布、提高材料致密度，细化晶粒和均匀组织。同时，控制锻坯单火次变形率，平衡变形与再结晶过程，并避免单火次出现局部锻造情况，获得更均匀的晶粒组织。通过合理设置锻造成形工序，无需其他额外工装，有效的降低了产品成本，通过上述方法，得到尺寸准确、探伤合格、晶粒度优异的主管道成品件。

技术领域

本发明涉及金属锻造技术领域，具体是一种超大截面轴类奥氏体管道控制晶粒度的锻造方法。

背景技术

CAP1400核电站是我国建设创新型国家的标志性工程之一，是由我国核工程有限公司在消化吸收我国引进的三代核电AP1000技术的基础上，通过再创新开发的具有我国自主知识产权、功率最大的非能动大型先进压水堆核电技术品牌。随着我国核电技术的不断升级，对核电设备提出了更高的要求，如主管道作为核岛七大关键设备之一，其力学性能、锻件质量及晶粒等级等要求都更严格。

CAP1400主管道采用整体锻造管，其中热段B为主管道系统中制造难度最大的锻件，其最大截面尺寸1320×2220mm，比AP1000主管道管嘴更长更宽更高，整体锻造需要的钢锭超过140T，国内外锻造如此重量的电渣锭均缺乏经验；且管嘴晶粒度要求与管身一致，设计要求均为2级以上，由于主管道热段B采用热弯技术，对晶粒度提出了更高要求，20 个指定点晶粒度均要求2.7级以上，因此，不仅要求将管嘴和管身整体锻造，还要求管嘴和管身的变形尽量一致，对锻造技术提出了新的要求。

CAP1400主管道采用奥氏体不锈钢TP316LN材料制造，由于奥氏体钢的特性，主管道锻件无法通过热处理相变来细化晶粒，而只能依赖锻造工序。锻造变形的有效性和均匀性将决定锻件的最终晶粒度。随着CAP1400主管道锻件所需钢锭的增大，不仅增加了锻造成形难度，同时也增加了钢锭本身的冶炼缺陷，这增加了锻件最终的探伤风险，难以满足锻件最终的晶粒度要求。

因此，锻件晶粒度的控制仍是主管道锻件的技术关键点，国内暂无能够制造出满足晶粒度2.7级以上要求的主管道锻件。本发明通过合理控制CAP1400主管道锻件锻造成形过程，获得了晶粒组织均匀细小的锻件。

发明内容

本发明提供一种超大截面轴类奥氏体管道控制晶粒度的锻造方法，解决了上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种超大截面轴类奥氏体管道控制晶粒度的锻造方法，所述锻造方法包括如下步骤：

步骤一：压钳把+预拔长，将不锈钢钢锭加热到1220℃～1270℃，保温37±5h，轻压钢锭表面三次，制成锻坯A；

步骤二：镦粗工序，将锻坯A加热到1220℃～1270℃，镦粗至高度2000mm，制成锻坯B；

步骤三：拔长，将锻坯B进炉加热到1220℃～1270℃，采用WHF法拔截面至尺寸为2000±20mm，制成锻坯C；

步骤四：二次镦粗，将锻坯C加热到1220℃～1270℃，镦粗至高度2000mm，制成锻坯D；

步骤五：二次拔长，将锻坯D进炉加热到1100℃～1180℃，拔长成截面尺寸为1900×2700的大扁方，制成锻坯E；

步骤六:号印分料，将锻坯E加热至1100℃～1180℃，根据重量确定号印长度尺寸，进行分料，制成锻坯F；

步骤七：初步拔长，将锻坯F进炉加热到1100℃～1180℃，拔长直管段至尺寸为1400 ±10mm，制成锻坯G；