以F92号钢为材料的环锻件的制造工艺制造技术

本发明专利技术公开了以F92号钢为材料的环锻件的制造工艺，其工艺步骤如下：钢锭开坯→下料→锻造前加热→墩粗→冲孔→扩孔→抛锻→碾环前加热→碾环→预备热处理→粗车探伤→热处理。上述的以F92号钢为材料的环锻件的制造工艺能细化环锻件中的晶粒，使环锻件中的晶粒由原来的宏观低倍粗晶细化至2~3级的晶粒度，从而能大大提高环锻件的力学性能，增加环锻件的使用寿命。

Manufacturing process of Ring Forgings Using F92 steel as material

The invention discloses a process for manufacturing the F92 steel ring forging materials, the process steps are as follows: steel ingot, billet, open blanking, forging before heating, upsetting, punching, forging, polishing and grinding ring hole before heating, grinding ring, pre heat treatment, heat treatment, rough detection. The F92 steel manufacturing process for ring forgings material to grain refinement in the grain of the ring, the ring forgings from macroscopic coarse grain refinement to 2~3 grain size, which can greatly improve the mechanical properties of ring forgings, increase the service life of ring forgings.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及以F92号钢为材料的环锻件的制造工艺。
技术介绍
F92号钢是一种新型的铁素体耐热钢，是在F91号钢基础上添加了一定量的钨和硼，通过W-Mo复合固溶强化以及B的晶界强化作用，使其高温蠕变极限等得到了进一步的提高，使用F92号钢制造环锻件不仅能节约材料用量，从而降低制造成本，而且因为此种材料有较高的导热系数，较低的膨胀系数，从而使得环锻件的热疲劳损失能大大降低。但是由于制造工艺的不合理，导致使用F92号钢制造的环锻件的晶粒过粗，这样就会大大降低环锻件的力学性能，从而降低环锻件的使用寿命。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：将提供一种能使以F92号钢为材料的环锻件中的晶粒细化的制造工艺。为了解决上述问题，本专利技术采用的技术方案是：以F92号钢为材料的环锻件的制造工艺，其工艺步骤如下：钢锭开坯→下料→锻造前加热→墩粗→冲孔→扩孔→抛锻→碾环前加热→碾环→预备热处理→粗车探伤→热处理，其特点使：（1）以钢号为10Cr9MoW2VNbN的F92号钢为原材料，其化学成分要求如下：C：0.07～0.13%、Si：≤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%、Ti：≤0.02%、Sn：≤0.02%、Pb：≤0.005%、N：≤0.01%、H：≤1.8ppm、O:≤20ppm；（2）碾环前加热工序步骤如下：装炉前把抛锻后的钢坯先预热至100～200℃，然后把钢坯平放于加热炉中，并且在钢坯的四周围有一圈低温合金钢，钢坯装炉时炉内温度≤400℃，装炉完成后保温2～3h；然后加热炉的烧嘴对着低温合金钢进行加热，使得炉内温度以≤100℃/h的速率升温至1050℃±20℃后保温2～3h，然后取出钢坯进行碾环；（3）预备热处理工序步骤如下：首先将碾环所得环锻件放置于加热炉中，环锻件装炉时炉内温度为室温25～50℃，装炉完成后加热炉以≤100℃/h的速率升温至870℃±10℃并至少保温1.5h+Xh，X=选取环锻件的壁厚和高度中较小者（单位为毫米）×3.0÷60，然后以≤50℃/h的速率炉冷至500℃后，打开炉门使环锻件空冷至室温25～50℃；（4）热处理工序步骤如下：①第一次淬火步骤如下：首先将粗车探伤后合格的环锻件放置于加热炉中，环锻件装炉时炉内温度为室温25～50℃，装炉完成后加热炉以≤100℃/h的速率升温至900℃±10℃并至少保温1.5h+Yh，Y=选取环锻件的壁厚和高度中较小者（单位为毫米）×3.0÷60，然后环锻件出炉介质液冷却至100℃以下，然后将环锻件空冷至室温25～50℃；②第二次淬火步骤如下：首先将第一次淬火后的环锻件放置于加热炉中，环锻件装炉时炉内温度为室温25～50℃，装炉完成后加热炉以≤100℃/h的速率升温至（1010～1060）℃并至少保温1.5h+Zh，Z=选取环锻件的壁厚和高度中较小者（单位为毫米）×3.0÷60，然后环锻件出炉介质液冷却至100℃以下，然后将环锻件空冷至室温25～50℃；③回火步骤如下：首先将第二次淬火后的环锻件放置于加热炉中，环锻件装炉时炉内温度为室温25～50℃，装炉完成后加热炉以≤80℃/h的速率升温至740℃±10℃并至少保温2.0h+Hh，H=选取环锻件的壁厚和高度中较小者（单位为毫米）×4.5÷60，然后环锻件出炉介质液冷却至250℃以下，然后将环锻件空冷至室温25～50℃。进一步的，前述的以F92号钢为材料的环锻件的制造工艺，其中：介质液由水溶性淬火液和水组成，其中水溶性淬火液占介质液重量的10%～15%。进一步的，前述的以F92号钢为材料的环锻件的制造工艺，其中：介质液由10%～15%的好富顿水溶性淬火液AQ251C和85%～90%的水混合而成。进一步的，前述的以F92号钢为材料的环锻件的制造工艺，其中：低温合金钢为42CrMo钢或S355钢。进一步的，前述的以F92号钢为材料的环锻件的制造工艺，其中：在碾环前加热工序中，低温合金钢与钢坯之间的间隙为120～170mm。进一步的，前述的以F92号钢为材料的环锻件的制造工艺，其中：在碾环前加热工序中，低温合金钢与钢坯之间的间隙为150mm。本专利技术的优点为：本专利技术所述的以F92号钢为材料的环锻件的制造工艺能细化环锻件中的晶粒，从而能大大提高环锻件的力学性能，增加环锻件的使用寿命。附图说明图1为本专利技术所述的以F92号钢为材料的环锻件的结构示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的详细描述。以F92号钢为材料的环锻件的制造工艺，其工艺步骤如下：钢锭开坯→下料→锻造前加热→墩粗→冲孔→扩孔→抛锻→碾环前加热→碾环→预备热处理→粗车探伤→热处理，（1）以钢号为10Cr9MoW2VNbN的F92号钢为原材料，其化学成分要求如下：C：0.07～0.13%、Si：≤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%、Ti：≤0.02%、Sn：≤0.02%、Pb：≤0.005%、N：≤0.01%、H：≤1.8ppm、O:≤20ppm；（2）钢锭开坯工序步骤如下：首先对整支钢锭进行加热，钢锭装炉时炉内温度≤400℃，装炉完成后保温2～3h，然后以≤100℃/h的速率升温至850℃±20℃后保温2～3h，然后继续加热使炉内温度以≤100℃/h的速率升温至1180℃±20℃后保温4～5h，然后出炉对钢锭进行倒棱滚圆，倒棱时砧板的压下量为50～80mm；开坯的目的是为了锻合钢锭的疏松、缩孔和微裂纹，防止钢料锻造时发生断裂；（3）以开坯好的钢锭为原料进行下料；（4）锻造前加热工序步骤如下：装炉前把下料所得钢坯先预热至100～200℃，然后把钢坯平放于加热炉中，并且在钢坯的四周围有一圈低温合金钢，钢坯装炉时炉内温度≤400℃，装炉完成后保温2～3h；然后加热炉的烧嘴对着低温合金钢进行加热，使得炉内温度以≤100℃/h的速率升温至850℃±20℃后保温2～3h，然后继续加热使炉内温度以≤100℃/h的速率升温至1180℃±20℃后保温4～5h，最后取出钢坯进行锻造；（5）将钢坯墩粗至工艺规定的尺寸，墩粗过程中钢坯必须是鼓形，不得出现塌边、凹槽等缺陷；（6）根据工艺要求选择冲头，冲头必须修整去除圆角防止冲孔夹皮，冲孔时必须校准对中，冲孔偏心需≤5mm，冲孔后钢坯的内壁上不得出现明显的台阶，台阶的深度不得超过5mm,若出现明显台阶必须先通过抛锻或机加工消除缺陷后才可继续锻造；（7）在碾环机上根据工艺要求扩孔至所需尺寸；（8）抛本文档来自技高网...

【技术保护点】
以F92号钢为材料的环锻件的制造工艺，其工艺步骤如下：钢锭开坯→下料→锻造前加热→墩粗→冲孔→扩孔→抛锻→碾环前加热→碾环→预备热处理→粗车探伤→热处理，其特征在于：（1）以钢号为10Cr9MoW2VNbN的F92号钢为原材料，其化学成分要求如下： C：0.07～0.13%、Si：≤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%、Ti：≤0.02% 、Sn：≤0.02%、 Pb：≤0.005%、N：≤0.01%、H：≤1.8ppm、O:≤20ppm； （2）碾环前加热工序步骤如下：装炉前把抛锻后的钢坯先预热至100～200℃，然后把钢坯平放于加热炉中，并且在钢坯的四周围有一圈低温合金钢，钢坯装炉时炉内温度≤400℃，装炉完成后保温2～3h；然后加热炉的烧嘴对着低温合金钢进行加热，使得炉内温度以≤100℃/h的速率升温至1050℃±20℃后保温2～3h，然后取出钢坯进行碾环；（3）预备热处理工序步骤如下：首先将碾环所得环锻件放置于加热炉中，环锻件装炉时炉内温度为室温25～50℃，装炉完成后加热炉以≤100℃/h的速率升温至870℃±10℃并至少保温1.5h+Xh，X=选取环锻件的壁厚和高度中较小者（单位为毫米）×3.0÷60，然后以≤50℃/h的速率炉冷至500℃后，打开炉门使环锻件空冷至室温25～50℃；（4）热处理工序步骤如下：①第一次淬火步骤如下：首先将粗车探伤后合格的环锻件放置于加热炉中，环锻件装炉时炉内温度为室温25～50℃，装炉完成后加热炉以≤100℃/h的速率升温至900℃±10℃并至少保温1.5h+Yh，Y=选取环锻件的壁厚和高度中较小者（单位为毫米）×3.0÷60，然后环锻件出炉介质液冷却至100℃以下，然后将环锻件空冷至室温25～50℃；②第二次淬火步骤如下：首先将第一次淬火后的环锻件放置于加热炉中，环锻件装炉时炉内温度为室温25～50℃，装炉完成后加热炉以≤100℃/h的速率升温至（1010～1060）℃并至少保温1.5h+Zh，Z=选取环锻件的壁厚和高度中较小者（单位为毫米）×3.0÷60，然后环锻件出炉介质液冷却至100℃以下，然后将环锻件空冷至室温25～50℃；③回火步骤如下：首先将第二次淬火后的环锻件放置于加热炉中，环锻件装炉时炉内温度为室温25～50℃，装炉完成后加热炉以≤80℃/h的速率升温至740℃±10℃并至少保温2.0h+Hh，H=选取环锻件的壁厚和高度中较小者（单位为毫米）×4.5÷60，然后环锻件出炉介质液冷却至250℃以下，然后将环锻件空冷至室温25～50℃。...

【技术特征摘要】
1.以F92号钢为材料的环锻件的制造工艺，其工艺步骤如下：钢锭开坯→下料→锻造前加热→墩粗→冲孔→扩孔→抛锻→碾环前加热→碾环→预备热处理→粗车探伤→热处理，其特征在于：
（1）以钢号为10Cr9MoW2VNbN的F92号钢为原材料，其化学成分要求如下：C：0.07～0.13%、Si：≤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%、Ti：≤0.02%、Sn：≤0.02%、Pb：≤0.005%、N：≤0.01%、H：≤1.8ppm、O:≤20ppm；
（2）碾环前加热工序步骤如下：装炉前把抛锻后的钢坯先预热至100～200℃，然后把钢坯平放于加热炉中，并且在钢坯的四周围有一圈低温合金钢，钢坯装炉时炉内温度≤400℃，装炉完成后保温2～3h；然后加热炉的烧嘴对着低温合金钢进行加热，使得炉内温度以≤100℃/h的速率升温至1050℃±20℃后保温2～3h，然后取出钢坯进行碾环；
（3）预备热处理工序步骤如下：首先将碾环所得环锻件放置于加热炉中，环锻件装炉时炉内温度为室温25～50℃，装炉完成后加热炉以≤100℃/h的速率升温至870℃±10℃并至少保温1.5h+Xh，X=选取环锻件的壁厚和高度中较小者（单位为毫米）×3.0÷60，然后以≤50℃/h的速率炉冷至500℃后，打开炉门使环锻件空冷至室温25～50℃；
（4）热处理工序步骤如下：①第一次淬火步骤如下：首先将粗车探伤后合格的环锻件放置于加热炉中，环锻件装炉时炉内温度为室温25～50℃，装炉完成后加热炉以≤100℃/h的速率升温至900℃±10℃并至少保温1....

【专利技术属性】
技术研发人员：万明珍，朱乾皓，范禹，刘晔，杨钱浪，
申请(专利权)人：张家港中环海陆特锻股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32