出口接管安全端的鍛造工藝

洪維健 尹 偉 吳慶會(huì)

(泰安市山口鍛壓有限公司，山東271038)

近年來，隨著我國(guó)機(jī)械工業(yè)的發(fā)展，不銹鋼鍛件由于具有較好的抗腐蝕性和力學(xué)性能，得到越來越廣泛的應(yīng)用。與碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼相比，不銹鋼具有導(dǎo)熱率低、鍛造溫度范圍窄、過熱敏感性強(qiáng)、高溫下抗力大、塑性低等特點(diǎn)。

隨著核電事業(yè)的發(fā)展，不銹鋼在核電領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。本文以出口接管安全端為例，探討不銹鋼產(chǎn)品的鍛造工藝。

1 技術(shù)要求

出口接管安全端材料為奧氏體不銹鋼，牌號(hào)為SA-182 F316LN，化學(xué)成分見表1。SA-182 F316LN為超高合金奧氏體耐熱不銹鋼，耐晶間腐蝕性好，鍛造工藝性差。

表1 SA-182 F316LN鋼的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)Table 1 Chemical composition of SA-182 F316LN steel (mass fraction,%)

圖1 鍛件圖Figure 1 Forging drawing

鍛造使用電渣錠，錠型尺寸近似為?690 mm×2 030 mm，出口接管安全端鍛件圖如圖1所示。

2 存在問題及解決措施

2.1 主要問題

(1)不銹鋼錠加熱時(shí)，與含碳物質(zhì)接觸易產(chǎn)生滲碳；(2)過分的氧化性氣氛易產(chǎn)生脫碳；(3)鍛造溫度范圍窄；(4)煤氣加熱爐加熱均勻性不好，加熱過程中火焰直接噴射到鋼錠表面，產(chǎn)生局部過熱過燒和裂紋等缺陷。

2.2 解決措施

以前制作奧氏體不銹鋼鍛件時(shí)，鍛件表面裂紋嚴(yán)重，被迫停止鍛造以清除裂紋。針對(duì)上述可能產(chǎn)生的問題，采取如下工藝措施：(1)為了控溫更精確，加熱更均勻，改用天然氣加熱爐加熱。對(duì)不銹鋼鋼錠用鋼板卷制的筒體進(jìn)行包裹加熱，避免將燃?xì)庵苯訃娚涞戒撳V表面，防止局部過熱過燒和裂紋的產(chǎn)生；(2)鋼錠包裹加熱后，鍛造過程中避免了上下砧直接和鋼錠接觸，解決了不銹鋼鍛造溫度范圍窄的問題。用鋼板對(duì)鋼錠包裹后可以減少鋼錠表面降溫，解決了鋼錠降溫變形阻力大不易鍛造等缺點(diǎn)，減少了鍛造火次，降低了能耗。

3 工藝實(shí)施

3.1 加熱工藝

為了防止因低溫性能差而出現(xiàn)過大的溫差應(yīng)力，要求在低溫下緩慢加熱。因此鋼錠加熱時(shí)采用3段加熱過程規(guī)范以控制加熱質(zhì)量，即在加熱時(shí)應(yīng)先將鋼錠在400～450℃保溫，然后緩慢升溫到850±20℃。根據(jù)加熱爐況，升溫速度設(shè)為≤40℃/h。由于850℃以上鋼錠導(dǎo)熱性能極佳，為防止高溫下晶粒過分長(zhǎng)大，降低高溫塑性而影響鍛造，因此在850℃保溫之后快速加熱至始鍛溫度。根據(jù)鋼錠外觀尺寸確定了鍛造加熱工藝曲線，如圖2所示。

圖2 鍛造加熱曲線Figure 2 Heating curve of forging

3.2 鍛造工藝

鍛造前需預(yù)熱工裝，鍛造過程中允許回爐，允許合并火次，分清T端B端。若鍛件保溫后因故不能鍛造，允許最大延長(zhǎng)保溫時(shí)間為0.5倍。鍛造工藝過程如表2所示。

表2 鍛造工藝過程Table 2 Forging process

3.3 熱處理工藝

為了清除由于加熱、鍛造和冷卻不當(dāng)而在金相組織中析出的δ相、碳化物Cr23C6及α相，使其組織均勻化，提高力學(xué)性能和抗腐蝕性能，要對(duì)鍛件進(jìn)行固溶處理。固溶處理工藝如圖3所示。

3.4 檢驗(yàn)結(jié)果

檢驗(yàn)結(jié)果見表3。

圖3 固溶處理工藝Figure 3 The solution treatment process

表3 檢驗(yàn)結(jié)果Table 3 Test results

4 結(jié)束語(yǔ)

通過對(duì)鋼錠進(jìn)行包裹加熱，改進(jìn)加熱工藝等措施，鍛制出符合技術(shù)要求的出口接管安全端鍛件。