一种提高马氏体耐热钢冲击性能的锻造方法
【专利摘要】本发明涉及一种提高马氏体耐热钢冲击性能的锻造方法，通过三个阶段的加热和保温过程，分阶段加热可以使钢锭内外温度均匀、减小温差，还可以减小最后始锻温度保温时间，防止晶粒长大。通过两个锻造阶段，先快速墩粗，再精锻，快速鐓粗可以让铸态组织来不及塑形变形，直接以破碎的形式来吸收能量，精锻过程可以使析出的第二相破碎，使第二相弥散分布，从而细化晶粒提高马氏体耐热钢冲击性能。
【专利说明】一种提高马氏体耐热钢冲击性能的锻造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及材料加工领域，尤其涉及一种提高马氏体耐热钢冲击性能的锻造方 法。
【背景技术】
[0002] 马氏体耐热钢是一种具有热强性耐热钢，其中Cr含量较高，通常含铬量为9-13%， 可以通过弥散强化机理假如第二相获得蠕变强度高的马氏体耐热钢，少量的镍、钥、钒等合 金元素来进行合金化处理，铬、硅主要提高钢的抗氧化性，而镍、钥、钨、钒、锰等则用以提高 钢的高温强度。因此，马氏体耐热钢具有高的蠕变强度、耐蚀性和热强性，是火力发电厂设 备制造的主要材料。马氏体耐热钢在火力发电厂中的应用比较普遍，一般多用于主蒸汽、高 压旁路、再热蒸汽热段、导汽管等高温蒸汽管道和锅炉本体过热器、再热器、连通管等部件， 汽轮机叶片也大多采用马氏体耐热钢。
【发明内容】
[0003] 本 申请人:针对上述现有问题，进行了研究改进，提供一种提高马氏体耐热钢冲击 性能的锻造方法，通过该锻造方法能有效降低马氏体耐热钢晶粒度、使钢中第二相弥散分 布，进而提1?马氏体耐热钢冲击性能。
[0004] 本发明所采用的技术方案如下： 一种提高马氏体耐热钢冲击性能的锻造方法，使用模铸钢锭，包括以下步骤： 锻前加热过程，第一加热阶段，从室温升温至500-70(TC，保温3_4h ;第二加热阶段，从 所述第一加热阶段终点温度升温至800-95(TC，保温3-5h ;第三加热阶段，从所述第二加热 阶段终点温度升温至1150-1200°C，保温4-6h ; 锻造过程，锻前加热过程结束后立刻进行锻造过程，所述锻造过程包括，第一锻造阶 段，坚起钢锭快速镦粗，形变速率为20mm/S-30mm/S ;第二锻造阶段，控制在920°C以上，进 行锻打，形变速率为20mm/s-25mm/s。
[0005] 其进一步技术方案在于： 所述锻前加热过程还包括第四加热阶段，所述第四加热阶段为，从所述第三加热阶段 终点温度升温至1200-1220°c，保温半小时； 在所述第一锻造阶段前还包括锻前处理过程，所述锻前处理过程包括：轻压钢锭的冒 口端，锻合冒口端的缩松缩孔，接着轻压钢锭菱角和整个钢锭表面，滚圆平整钢锭表面； 在所述锻前处理过程，还包括热切冒口的步骤； 所述第一锻造阶段还包括，在坚起钢锭快速镦粗之前，将冒口放入漏盘中，保护冒口不 被鐵粗； 在所述锻造过程，通过夹持冒口来对钢锭进行固定； 还包括在所述第二锻造阶段后进行第三锻造阶段，将温度控制在850-92(TC，进行锻 造，形变量为20-30mm，形变速率为5-10mm/s。
[0006] 本发明的有益效果如下： (1)本发明的提高马氏体耐热钢冲击性能的锻造方法，通过三个阶段的加热和保温过 程，分阶段加热可以使钢锭内外温度均匀、减小温差，还可以减小最后始锻温度保温时间， 防止晶粒长大。通过两个锻造阶段，先快速墩粗，再精锻，快速镦粗可以让铸态组织来不及 塑形变形，直接以破碎的形式来吸收能量，精锻过程可以使析出的第二相破碎，使第二相弥 散分布，从而细化晶粒提高马氏体耐热钢冲击性能。
[0007] (2)本发明的提高马氏体耐热钢冲击性能的锻造方法，通过第四加热阶段，将温度 升至升温至1200-1220°C，保温半小时。使得在锻造之前钢锭表面温度升高，可以抵消锻造 过程中钢锭表面的温降，保证锻造过程中钢锭的温度。
[0008] (3)本发明的提高马氏体耐热钢冲击性能的锻造方法，通过在第一锻造阶段前进 行锻前处理过程，通过轻压钢锭的冒口端，锻合冒口端的缩松缩孔，接着轻压钢锭菱角和整 个钢锭表面，滚圆平整钢锭表面。从而一方面可以倒棱，防止后续工序中棱角部位冷却速度 过快快而出现裂纹，还可以锻合钢锭的缺陷，使钢锭表面无明显缺陷，防止后面快速镦粗时 缩松缩孔处出现裂纹。充分利用了钢锭材料，提高了锻造质量，并且而提供了马氏体耐热钢 的冲击性能。
[0009] (4)本发明的提高马氏体耐热钢冲击性能的锻造方法，通过在第一锻造阶段进行 前热切冒口，由于冒口处是缺陷集中的区域，通过切除冒口，可防止冒口处的缺陷对锻造后 的钢锭产生影响。
[0010] (5)本发明的提高马氏体耐热钢冲击性能的锻造方法，在坚起钢锭快速镦粗之前， 将冒口放入漏盘中，保护冒口不被镦粗，此时不切冒口，而是将冒口置于漏盘中进行保护， 使冒口不在墩粗时将缺陷带入到钢锭本体中。
[0011] (6)本发明的提高马氏体耐热钢冲击性能的锻造方法，在不切冒口的情况下，在锻 造过程中，通过夹持冒口来对钢锭进行固定。由于钢锭在锻造过程中通过金属材料夹持工 件来进行固定，因此钢锭在与夹持工件接触的部位，钢锭与夹持工件发生热传递而导致温 度下降，通过夹持冒口可避免钢锭本体与夹持工件接触而发生温降，保证了钢锭温度均匀， 有利于精确控制锻造温度，从而保证整个钢锭的组织均匀。本领域的一般的技术人员认为， 冒口的存在不利于锻造质量的提高，因为冒口处常常存在大量铸造缺陷，而在本发明中，将 冒口防止漏盘中保护起来，进而通过夹持冒口处来避免钢锭与夹持工件发生热传递而导致 温度下降，从而提高锻造质量。
[0012] (7)本发明的提高马氏体耐热钢冲击性能的锻造方法，在所述第二锻造阶段后 进行第三锻造阶段，将温度控制在850-920°C，进行锻造，形变量为20-30mm，形变速率为 5-10mm/s。通过在第二锻造阶段留下20-30mm的锻造余量，并在850-920°C的温度下进行小 变形量锻打，一方面可以锻件表面比较光整，另一方面，在较低温度下锻打，有利于增加锻 件性能再结晶趋势减弱，细化晶粒，而且在该温度下锻件本体开始析出第二相，锻打可以使 析出的第二相破碎，减小第二相尺寸，防止第二相聚集，使第二相弥散分布又进一步细化晶 粒，提高马氏体耐热钢冲击性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0013] 图1是本发明镦粗前的钢坯示意图。
[0014] 图2是本发明镦粗后的钢坯示意图。
[0015] 1、钢锭；2、漏盘。
【具体实施方式】
[0016] 下面结合附图，说明本发明的【具体实施方式】。
[0017] 表1 :实施例1-9及对比例中马氏体耐热钢的成分以及对比例中马氏体耐热钢的 成分（wt. %)。
【权利要求】
1. 一种提高马氏体耐热钢冲击性能的锻造方法，使用模铸钢锭，包括以下步骤： 锻前加热过程，第一加热阶段，从室温升温至500-70(TC，保温3-4h ;第二加热阶段，从 所述第一加热阶段终点温度升温至800-95(TC，保温3-5h ;第三加热阶段，从所述第二加热 阶段终点温度升温至1150-1200°C，保温4-6h ; 锻造过程，锻前加热过程结束后立刻进行锻造过程，所述锻造过程包括，第一锻造阶 段，坚起钢锭快速镦粗，形变速率为20mm/S-30mm/S ;第二锻造阶段，控制在920°C以上，进 行锻打，形变速率为20mm/s-25mm/s。
2. 如权利要求1所述的提高马氏体耐热钢冲击性能的锻造方法，其特征在于，所述锻 前加热过程还包括第四加热阶段，所述第四加热阶段为，从所述第三加热阶段终点温度升 温至1200-1220°C，保温半小时。
3. 如权利要求1所述的提高马氏体耐热钢冲击性能的锻造方法，其特征在于，在所述 第一锻造阶段前还包括锻前处理过程，所述锻前处理过程包括：轻压钢锭的冒口端，锻合冒 口端的缩松缩孔，接着轻压钢锭菱角和整个钢锭表面，滚圆平整钢锭表面。
4. 如权利要求1所述的提高马氏体耐热钢冲击性能的锻造方法，其特征在于，在所述 锻前处理过程，还包括热切冒口的步骤。
5. 如权利要求1-3任一所述的提高马氏体耐热钢冲击性能的锻造方法，其特征在于， 所述第一锻造阶段还包括，在坚起钢锭快速镦粗之前，将冒口放入漏盘（2)中，保护冒口不 被镦粗。
6. 如权利要求5所述的提高马氏体耐热钢冲击性能的锻造方法，其特征在于，在所述 锻造过程，通过夹持冒口来对钢锭进行固定。
7. 如权利要求1-6任一所述的提高马氏体耐热钢冲击性能的锻造方法，其特征在于， 还包括在所述第二锻造阶段后进行第三锻造阶段，将温度控制在850-92(TC，进行锻造，形 变量为20-30_，形变速率为5-10mm/s。
【文档编号】C21D8/00GK104372149SQ201410581362
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年10月24日 优先权日:2014年10月24日
【发明者】许亮, 刘智, 刘其源, 王骏 申请人:无锡市派克重型铸锻有限公司