以f92號鋼為材料的環(huán)鍛件的制造工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及以F92號鋼為材料的環(huán)鍛件的制造工藝。
【背景技術】
[0002]F92號鋼是一種新型的鐵素體耐熱鋼，是在F91號鋼基礎上添加了一定量的鎢和硼，通過W-Mo復合固溶強化以及B的晶界強化作用，使其高溫蠕變極限等得到了進一步的提高，使用F92號鋼制造環(huán)鍛件不僅能節(jié)約材料用量，從而降低制造成本，而且因為此種材料有較高的導熱系數(shù)，較低的膨脹系數(shù)，從而使得環(huán)鍛件的熱疲勞損失能大大降低。但是由于制造工藝的不合理，導致使用F92號鋼制造的環(huán)鍛件的晶粒過粗，這樣就會大大降低環(huán)鍛件的力學性能，從而降低環(huán)鍛件的使用壽命。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術問題是:將提供一種能使以F92號鋼為材料的環(huán)鍛件中的晶粒細化的制造工藝。
[0004]為了解決上述問題，本發(fā)明采用的技術方案是:以F92號鋼為材料的環(huán)鍛件的制造工藝，其工藝步驟如下:鋼徒開還—下料—鍛造前加熱—域粗—沖孔—擴孔—拋鍛—礙環(huán)前加熱—碾環(huán)—預備熱處理—粗車探傷—熱處理，其特點使:
(1)以鋼號為10Cr9MoW2VNbN的F92號鋼為原材料，其化學成分要求如下:C:0.07?0.13%、S1: <0.50%、Mn:0.30?0.60%、P: < 0.020%^S: <0.010 %、Cr:8.5?9.5%、Mo:0.30?0.60%、Ni: <0.40%^Cu: <0.2%、V:0.15?0.25%、B:0.001?0.006%、W:1.5?2.0%、Al: < 0.040%、T1: <0.02%、Sn: <0.02%、Pb: < 0.005%、N: <0.01%、H: < 1.8ppm、0: <20ppm；
(2)碾環(huán)前加熱工序步驟如下:裝爐前把拋鍛后的鋼坯先預熱至100?200°C，然后把鋼坯平放于加熱爐中，并且在鋼坯的四周圍有一圈低溫合金鋼，鋼坯裝爐時爐內溫度< 400°C，裝爐完成后保溫2?3h;然后加熱爐的燒嘴對著低溫合金鋼進行加熱，使得爐內溫度以<100°C/h的速率升溫至1050°C±20°C后保溫2?3h，然后取出鋼坯進行碾環(huán)；
(3)預備熱處理工序步驟如下:首先將碾環(huán)所得環(huán)鍛件放置于加熱爐中，環(huán)鍛件裝爐時爐內溫度為室溫25?50°C，裝爐完成后加熱爐以< 100°C/h的速率升溫至870°C±10°C并至少保溫1.5h+Xh，X=選取環(huán)鍛件的壁厚和高度中較小者(單位為毫米)X 3.0 + 60，然后以<50°C/h的速率爐冷至500°C后，打開爐門使環(huán)鍛件空冷至室溫25?50°C ；
(4)熱處理工序步驟如下:①第一次淬火步驟如下:首先將粗車探傷后合格的環(huán)鍛件放置于加熱爐中，環(huán)鍛件裝爐時爐內溫度為室溫25?50°C，裝爐完成后加熱爐以< 100°C/h的速率升溫至900°C±10°C并至少保溫1.5h+Yh，Y=選取環(huán)鍛件的壁厚和高度中較小者(單位為毫米)X3.0 + 60，然后環(huán)鍛件出爐介質液冷卻至100°C以下，然后將環(huán)鍛件空冷至室溫25?50°C;②第二次淬火步驟如下:首先將第一次淬火后的環(huán)鍛件放置于加熱爐中，環(huán)鍛件裝爐時爐內溫度為室溫25?50°C，裝爐完成后加熱爐以< 100°C/h的速率升溫至(1010?1060)°C并至少保溫1.5h+Zh，Z=選取環(huán)鍛件的壁厚和高度中較小者(單位為毫米)X3.0 +60，然后環(huán)鍛件出爐介質液冷卻至100°C以下，然后將環(huán)鍛件空冷至室溫25?50°C;③回火步驟如下:首先將第二次淬火后的環(huán)鍛件放置于加熱爐中，環(huán)鍛件裝爐時爐內溫度為室溫25?50°C，裝爐完成后加熱爐以< 80°C/h的速率升溫至740°C 土 10°C并至少保溫2.0h+Hh，H=選取環(huán)鍛件的壁厚和高度中較小者(單位為毫米)X4.5 + 60，然后環(huán)鍛件出爐介質液冷卻至250°C以下，然后將環(huán)鍛件空冷至室溫25?50°C。
[0005]進一步的，前述的以F92號鋼為材料的環(huán)鍛件的制造工藝，其中:介質液由水溶性淬火液和水組成，其中水溶性淬火液占介質液重量的10%?15%。
[0006]進一步的，前述的以F92號鋼為材料的環(huán)鍛件的制造工藝，其中:介質液由10%?15%的好富頓水溶性淬火液AQ251C和85%?90%的水混合而成。
[0007]進一步的，前述的以F92號鋼為材料的環(huán)鍛件的制造工藝，其中:低溫合金鋼為42CrMo 鋼或 S355 鋼。
[0008]進一步的，前述的以F92號鋼為材料的環(huán)鍛件的制造工藝，其中:在碾環(huán)前加熱工序中，低溫合金鋼與鋼坯之間的間隙為120?170_。
[0009]進一步的，前述的以F92號鋼為材料的環(huán)鍛件的制造工藝，其中:在碾環(huán)前加熱工序中，低溫合金鋼與鋼坯之間的間隙為150_。
[0010]本發(fā)明的優(yōu)點為:本發(fā)明所述的以F92號鋼為材料的環(huán)鍛件的制造工藝能細化環(huán)鍛件中的晶粒，從而能大大提高環(huán)鍛件的力學性能，增加環(huán)鍛件的使用壽命。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明所述的以F92號鋼為材料的環(huán)鍛件的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結合具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細描述。
[0013]以F92號鋼為材料的環(huán)鍛件的制造工藝，其工藝步驟如下:鋼錠開坯—下料—鍛造前加熱—域粗—沖孔—擴孔—拋鍛—礙環(huán)前加熱—礙環(huán)—預備熱處理—粗車探傷—熱處理，
(1)以鋼號為10Cr9MoW2VNbN的F92號鋼為原材料，其化學成分要求如下:C:0.07?0.13%、S1: <0.50%、Mn:0.30?0.60%、P: < 0.020%^S: <0.010 %、Cr:8.5?9.5%、Mo:0.30?0.60%、Ni: <0.40%^Cu: <0.2%、V:0.15?0.25%、B:0.001?0.006%、W:1.5?2.0%、Al: < 0.040%、T1: <0.02%、Sn: <0.02%、Pb: < 0.005%、N: <0.01%、H: < 1.8ppm、0: <20ppm；
(2)鋼錠開坯工序步驟如下:首先對整支鋼錠進行加熱，鋼錠裝爐時爐內溫度S400°C，裝爐完成后保溫2?3h，然后以< 100°C/h的速率升溫至850°C±20°C后保溫2?3h，然后繼續(xù)加熱使爐內溫度以< 100°C/h的速率升溫至1180°C 土 20°C后保溫4?5h，然后出爐對鋼錠進行倒棱滾圓，倒棱時砧板的壓下量為50?80mm;開坯的目的是為了鍛合鋼錠的疏松、縮孔和微裂紋，防止鋼料鍛造時發(fā)生斷裂；
(3)以開坯好的鋼錠為原料進行下料；
(4)鍛造前加熱工序步驟如下:裝爐前把下料所得鋼坯先預熱至100?200°C，然后把鋼坯平放于加熱爐中，并且在鋼坯的四周圍有一圈低溫合金鋼，鋼坯裝爐時爐內溫度< 400°C，裝爐完成后保溫2?3h;然后加熱爐的燒嘴對著低溫合金鋼進行加熱，使得爐內溫度以< 100°C/h的速率升溫至850°C±20°C后保溫2?3h，然后繼續(xù)加熱使爐內溫度以< 100°C/h的速率升溫至1180°C ± 20°C后保溫4?5h，最后取出鋼坯進行鍛造；
(5)將鋼坯墩粗至工藝規(guī)定的尺寸，墩粗過程中鋼坯必須是鼓形，不得出現(xiàn)塌邊、凹槽等缺陷；
(6)根據(jù)工藝要求選擇沖頭，沖頭必須修整去除圓角防止沖孔夾皮，沖孔時必須校準對中，沖孔偏心需< 5mm，沖孔后鋼坯的內壁上不得出現(xiàn)明顯的臺階，臺階的深度不得超過5mm，若出現(xiàn)明顯臺階必須先通過拋鍛或機加工消除缺陷后才可繼續(xù)鍛造；
(7)在碾環(huán)機上根據(jù)工藝要求擴孔至所需尺寸；
(8)拋鍛時每次的下壓量不超過50mm，拋鍛結束時要保證鋼坯不開裂，并且鋼坯的內徑需擴至與所需產品內徑相差90?IlOmm的位置；
(9)碾環(huán)前加熱工序步驟如下:裝爐前把拋鍛后的鋼坯先預熱至100?200°C，然后把鋼坯平放于加熱爐中，并且在鋼坯的四周圍有一圈低溫合金鋼，鋼坯裝爐時爐內溫度&