[发明专利]一种较大规格细晶奥氏体不锈钢SNCrW棒材的锻造方法

说明书

本发明公开一种较大规格细晶奥氏体气阀钢SNCrW的锻造方法，目的是解决钢锭的铸态组织一次碳化物偏聚严重、坯料角部二次碳化物大量析出及心部组织粗大的问题。本发明的技术方案是：采用EAF/非真空感应炉+LF+VOD/VHD+ESR冶炼工艺生产出化学成分合格的电渣锭,采用径快锻联合的锻造方法,通过锻造前高温均质化处理、对钢坯加热温度、钢坯再烧时间、镦粗量、拔长压下量、每火次变形量及变形方式、径锻坯长度的控制，解决钢锭的铸态组织存在的问题。本发明有益效果是：产品较大规格细晶奥氏体不锈钢SNCrW棒材低倍组织合格、晶粒度6级以上、探伤达到GB/T 4162要求的A级，满足国内气阀制造厂的需求，实现SNCrW棒材国产化。

技术领域

本发明属于金属材料热加工领域，具体涉及一种气阀用较大规格(Φ85mm～Φ120mm)细晶奥氏体不锈钢SNCrW棒材的锻造方法。

背景技术

SNCrW属于奥氏体耐热不锈钢，锻、轧态室温组织为奥氏体+碳化物，经固溶+时效处理后具有较高的强度、塑性和韧性，同时，具有优良的高温疲劳强度及耐燃气腐蚀性能，适用于制造有较高热强性及耐蚀性要求的低速柴油机气阀产品。

SNCrW钢良好的综合性能需要均匀的组织来实现，该钢主要的组织特征是含有大量的碳化物，这些碳化物包括铸态组织中一次碳化物，以及从奥氏体基体中析出的二次碳化物。碳化物的分布及晶粒尺寸对钢材的组织及性能影响很大，为此应在热加工过程中使一次碳化物充分破碎、晶粒尺寸均匀细化，二次碳化物弥散析出。但由于SNCrW钢C、Cr、W含量较高,一次碳化物偏聚严重；导热系数大，坯料角部温降快，二次碳化物析出速度快且数量多；心部组织粗大；在锻、轧态棒材上易出现低倍粗晶、碳化物聚集的拉长晶粒及超声波探伤不合等缺陷。因此，如何保证SNCrW钢热加工过程中一次碳化物充分破碎、晶粒尺寸均匀细化、二次碳化物均匀弥散析出，成为热加工的关键问题。

目前，SNCrW气阀钢小规格轧制棒材，由于加工比大，轧制速度快，坯料角部温降小，国内外显微组织均可达到较好的水平；大规格棒材(不小于Φ140mm)由气阀制造厂改锻成80mm以下的气阀产品，对棒材的组织均匀度要求不高，生产难度不大。

对于较大规格棒材(Φ85mm～Φ120mm)，气阀制造厂采用直接镦粗盘部的方式生产气阀，对原材料棒材的组织要求极高。国外特钢厂采用轧制工艺可生产出低倍组织合格，晶粒度6级，机械性能满足使用要求的棒材；国内特钢厂受限于轧机孔型的规格及变形方式，不能轧制出合格的较大规格棒材，多年来国内气阀制造厂原材料全部依赖进口SNCrW棒材。随着原材料国产化进程的要求，探求一种较大规格细晶SNCrW棒材的锻造方法已经迫在眉睫。

发明内容

本发明公开一种细晶奥氏体气阀钢SNCrW的锻造方法，目的是解决钢锭的铸态组织一次碳化物偏聚严重、坯料角部二次碳化物大量析出及心部组织粗大的问题。

为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：

采用EAF/非真空感应炉+LF+VOD/VHD+ESR冶炼工艺生产出化学成分合格的电渣锭。通过锻造前高温均质化处理、对钢坯加热温度、钢坯再烧时间、镦粗压下量、拔长压下量、每火次变形量及变形方式、径锻坯长度的控制，生产出低倍组织合格，晶粒度6级以上，超声波探伤达到GB/T4162要求的A级的SNCrW棒材。

一、具体工艺步骤如下：

第一步，采用EAF/非真空感应炉+LF+VOD/VHD+ESR方法冶炼电渣锭，电渣锭均质化处理；

1.EAF：炉料由废钢、生铁、本钢返回等组成，出钢温度(T)不低于1630℃；

2.LF炉：到LF工位后加入碳粉、硅-碳粉、铝粉脱氧，给电烧渣大于10min，加入合金料，调整成分合适；