[发明专利]核设备封头的制造方法

摘要

本发明提供了一种核设备封头的制造方法，该制造方法主要是通过对Q245R钢板、焊材化学成分以及力学性能的前期控制来选择母材和焊材，并通过冲压应力分析，改变现有的热处理方式，保证冲压热处理后各种性能指标满足核电封头要求。本发明提供的上述制造方法实现自行制造核设备封头，填补了国内核设备厚大封头的制造空白。

主权项

1.一种核设备封头的制造方法，其包括以下步骤：选择母材 选择符合国标的Q245R钢板作为母材，且所述母材的力学性能在经过280℃‑320℃的热处理后比在常温下提高20%‑50%，其中，所述母材是通过快速轧制冷却的方法制造的，且所述母材在常温下的拉伸参数为：屈服强度Rp0.2为296 MPa、抗拉强度Rm为496 MPa、断后伸长率A50mm为37.0%和Z向拉伸长率为72.0%，300℃时的拉伸参数为：Rp0.2为204 MPa、Rm为462 MPa；‑20℃时的平均冲击能为76 J、且最小冲击能为25 J；平均断面收缩率为75.3%、且最小断面收缩率为75%；或者所述母材在常温下的拉伸参数为：屈服强度Rp0.2为294 MPa、抗拉强度Rm为506 MPa、断后伸长率A50mm为38.2%和Z向拉伸长率为79.0%；300℃时的拉伸参数为：Rp0.2为200 MPa、Rm为456 MPa；‑20℃时的平均冲击能为80 J，且最小冲击能为25 J；平均断面收缩率为76%，且最小断面收缩率为75%；选择焊材 选择与所述母材相同的Q245R钢板原材料作为焊材，对所述焊材进行热处理模拟试验并检测力学性能，且检测得到的力学性能符合封头的对应力学性能指标，其中，所述热处理模拟试验采用的热处理工艺参数为：正火处理温度900‑930℃、正火处理时间240‑280 min、回火处理温度600‑630℃、回火处理时间90‑110 min、退火处理温度600‑650℃和退火处理时间9.5‑10.5 h；模拟仿真 采用模拟仿真软件模拟封头产品成型过程，通过残余应力分析，壁厚分布情况，选择得到封头压制参数；焊接处理 采用所述焊材将多个所述母材焊接在一起，并对焊缝进行射线探伤，排除所述焊缝中的缺陷，得到无缺陷焊接试件；冲压处理 根据所述模拟仿真的步骤中选择得到的所述封头压制参数，将所述无缺陷焊接试件随封头产品进行压制，得到冲压试件，其中，该步骤中热压成形的温度为800℃‑1100℃；热处理 依据所述选择焊材的步骤中采用的所述热处理工艺参数，先对所述冲压试件在900‑930℃正火处理240‑280 min，再在600‑630℃回火处理90‑110 min，然后在600‑650℃退火处理9.5‑10.5 h，之后进行力学性能测试，筛选出力学性能合格的封头试件；制备成品 对所述封头试件依次进行表面处理、无损检测和尺寸测量处理，以得到封头成品。