本發(fā)明涉及鍛造，尤其涉及一種扁錠生產(chǎn)吉帕級海工鋼鍛件的方法及大型環(huán)體鍛件。

背景技術(shù)：

1、隨著海洋工程與船舶工業(yè)的發(fā)展，對鋼鐵材料提出了更高的要求。這些鋼材不僅需要具備高強(qiáng)度和高韌性，還要有良好的塑性、沖擊韌性、可焊接性及耐腐蝕性，以應(yīng)對惡劣的海洋環(huán)境。

2、目前，船舶與海洋工程用鋼已能滿足大部分需求，但部分高級別的特種鋼材仍依賴進(jìn)口。這些鋼材具有高強(qiáng)度、超低溫韌性、高止裂等性能，生產(chǎn)工藝嚴(yán)格，開發(fā)難度大。從全球范圍來看，海洋平臺用高強(qiáng)度鋼的主要級別包括屈服強(qiáng)度355、420、460、500、550、620、690mpa等，對低溫性能的要求至少為-40j，甚至達(dá)到-60j。在海洋平臺用鋼的研究上已開發(fā)出耐海水腐蝕低溫用等系列的高強(qiáng)鋼板，強(qiáng)度級別已達(dá)到1000mpa。

3、現(xiàn)有鍛造技術(shù)中，常采用圓錠用于鍛造環(huán)形鍛件，該生產(chǎn)工藝需要經(jīng)過多次開坯鍛造形成鍛坯。大規(guī)格圓型鑄錠因凝固時散熱條件差、冷卻速度慢、冷凝時間長，容易引起較為嚴(yán)重的偏析，對產(chǎn)品性能產(chǎn)生不利影響。

4、因此，亟需一種制備方法，不僅保證所得海工鋼的性能，而且減少鍛造火次，提高生產(chǎn)效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于上述的分析，本發(fā)明旨在提供了一種扁錠生產(chǎn)吉帕級海工鋼鍛件的方法及大型環(huán)體鍛件，用以解決現(xiàn)有方法火次多，且性能較差的問題。

2、一方面，本發(fā)明提供了一種扁錠生產(chǎn)吉帕級海工鋼鍛件的方法，包括以下步驟：

3、s1：鍛造加熱，將扁錠進(jìn)行加熱處理；

4、s2：采用上平砧、下平砧對扁錠進(jìn)行鍛造歸方；歸方至寬b×厚h×長l；

5、s3：歸方后切除水口端和冒口端棄料；

6、s4：再進(jìn)行整體預(yù)鐓粗，獲得料坯；

7、s5：采用上平砧和下v砧對所得料坯進(jìn)行歸圓，并進(jìn)行分料處理；

8、s6：再次進(jìn)行鐓粗和沖孔；

9、s7：沖孔后進(jìn)行馬杠擴(kuò)孔及平整；

10、s8：馬杠擴(kuò)孔出成品；

11、s9：鍛造完成后進(jìn)行熱處理，包括預(yù)備熱處理和性能熱處理，制得吉帕級海工鋼鍛件。

12、進(jìn)一步地，在步驟s1中，在600～800℃下進(jìn)行加熱，保溫時間≥7h，然后加熱至1200～1220℃，保溫7～12h。

13、進(jìn)一步地，在步驟s2中，歸方后b/h＝2～2.5。

14、進(jìn)一步地，在步驟s4中，始鍛溫度為1200～1220℃，終鍛溫度≥850℃，總體的壓下量為500～800mm。

15、進(jìn)一步地，在步驟s6和s7中，始鍛溫度控制在1150～1220℃，終鍛溫度控制≥850℃。

16、進(jìn)一步地，在步驟s5中，分料后料坯的1.8≤l/d≤2.3。

17、進(jìn)一步地，在步驟s8中，始鍛溫度為1100～1200℃，保溫時間4～8h，終鍛溫度≥800℃。

18、更進(jìn)一步地，所述預(yù)備熱處理為一次過冷、兩次退火和回火，在600-650℃保溫，?；馉t冷至200-250℃，第一次退火溫度為840～900℃，第二次退火溫度為810～850℃，回火溫度為620～640℃。

19、更進(jìn)一步地，所述性能熱處理為淬火和回火，所述淬火的溫度為800～850℃，冷卻方式是浸水冷卻，所述回火的溫度為570～620℃。

20、另一方面，本發(fā)明提供了一種大型環(huán)體鍛件，通過本發(fā)明所述方法制備獲得。

21、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少可實(shí)現(xiàn)如下有益效果之一：

22、1、采用本發(fā)明提供的方法，利用扁錠進(jìn)行生產(chǎn)制備吉帕級海工鋼鍛件，制備過程包括了控制加熱、歸方、預(yù)鐓粗、歸圓、分料、鐓粗、沖孔、擴(kuò)孔以及熱處理等。所提供的方法整體鍛造返爐加熱次數(shù)較少，在6次以下，并且所得吉帕級海工鋼無裂紋。

23、2、在本發(fā)明中，拔方和歸圓過程中，始鍛溫度控制在1200～1220℃，終鍛溫度控制≥850℃，析出物的數(shù)量相對較少，制備過程中變形抗力小，裂紋敏感性下降，盡量保證鍛造過程中無裂紋、少裂紋產(chǎn)生。

24、3、本發(fā)明熱處理采用的是預(yù)備熱處理和性能熱處理，其中預(yù)備熱處理為一次過冷、兩次退火和回火，性能熱處理采用淬火和回火的方式。經(jīng)過熱處理后所得吉帕級海工鋼鍛件的屈服強(qiáng)度在1080mpa以上，延伸率在18％以上，斷面收縮率在64％以上。

25、本發(fā)明中，上述各技術(shù)方案之間還可以相互組合，以實(shí)現(xiàn)更多的優(yōu)選組合方案。本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述，并且，部分優(yōu)點(diǎn)可從說明書中變得顯而易見，或者通過實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過說明書以及附圖中所特別指出的內(nèi)容中來實(shí)現(xiàn)和獲得。

技術(shù)特征：

1.一種扁錠生產(chǎn)吉帕級海工鋼鍛件的方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述扁錠生產(chǎn)吉帕級海工鋼鍛件的方法，其特征在于，在步驟s1中，在600～800℃下進(jìn)行加熱，保溫時間≥7h，然后加熱至1200～1220℃，保溫7～12h。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述扁錠生產(chǎn)吉帕級海工鋼鍛件的方法，其特征在于，在步驟s2中，歸方后b/h＝2～2.5。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述扁錠生產(chǎn)吉帕級海工鋼鍛件的方法，其特征在于，在步驟s4中，始鍛溫度為1200～1220℃，終鍛溫度≥850℃，總體的壓下量為500～800mm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述扁錠生產(chǎn)吉帕級海工鋼鍛件的方法，其特征在于，在步驟s6和s7中，始鍛溫度控制在1150～1220℃，終鍛溫度控制≥850℃。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述扁錠生產(chǎn)吉帕級海工鋼鍛件的方法，其特征在于，在步驟s5中，分料后料坯的1.8≤l/d≤2.3。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述扁錠生產(chǎn)吉帕級海工鋼鍛件的方法，其特征在于，在步驟s8中，始鍛溫度為1100～1200℃，保溫時間4～8h，終鍛溫度≥800℃。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述扁錠生產(chǎn)吉帕級海工鋼鍛件的方法，其特征在于，所述預(yù)備熱處理為一次過冷、兩次退火和回火，在600-650℃保溫，?；馉t冷至200-250℃，第一次退火溫度為840～900℃，第二次退火溫度為810～850℃，回火溫度為620～640℃。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述扁錠生產(chǎn)吉帕級海工鋼鍛件的方法，其特征在于，所述性能熱處理為淬火和回火，所述淬火的溫度為800～850℃，冷卻方式是浸水冷卻，所述回火的溫度為570～620℃。

10.一種大型環(huán)體鍛件，其特征在于，通過權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述方法制備獲得。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種扁錠生產(chǎn)吉帕級海工鋼鍛件的方法及大型環(huán)體鍛件，屬于鍛造技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明利用扁錠生產(chǎn)吉帕級海工鋼鍛件將扁錠進(jìn)行加熱處理；采用上平砧、下平砧對扁錠進(jìn)行鍛造歸方；歸方至寬B×厚H×長L；歸方后切除水口端和冒口端棄料；再進(jìn)行整體預(yù)鐓粗，獲得料坯；采用上平砧和下V砧對所得料坯進(jìn)行歸圓，并進(jìn)行分料處理；再次進(jìn)行鐓粗和沖孔；沖孔后進(jìn)行馬杠擴(kuò)孔及平整；馬杠擴(kuò)孔出成品；鍛造完成后進(jìn)行熱處理，制得吉帕級海工鋼鍛件。所提供的方法整體鍛造返爐加熱次數(shù)較少，在6次以下，并且所得吉帕級海工鋼無裂紋，且屈服強(qiáng)度在1080MPa以上，延伸率在18％以上，斷面收縮率在64％以上。

技術(shù)研發(fā)人員：王光明,張彩紅,胡杰,溫瑞潔,楊志洪
受保護(hù)的技術(shù)使用者：天津重型裝備工程研究有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10