大型30CrNi2MoV钢件的短流程制造方法技术

一种大型30CrNi2MoV钢件的短流程制造方法，其特征在于它包括依次进行的多火次锻造和后续淬火+回火最终热处理工艺；所述的多火次锻造包括依次进行的2次镦拔锻造+1次镦粗锻造或依次进行的2次镦拔锻造+1次镦粗锻造+1次拔长锻造；所述的后续淬火+回火最终热处理工艺是指将多火次锻造后的锻坯进行860℃±10℃´6h±0.5 h +780℃±10℃´2h±0.5 h保温后油冷的淬火+600℃±10℃´16h±0.5 h保温后油冷的回火，或进行860℃±10℃´6h±0.5 h保温后油冷的淬火+600℃±10℃´16h±0.5 h保温后空冷的回火，或进行860℃±10℃´6h±0.5 h保温后油冷的淬火+580℃±10℃´32h±0.5 h保温后油冷的回火。本发明专利技术方法高效可靠。

【技术实现步骤摘要】
大型30CrNi2MoV钢件的短流程制造方法
本专利技术涉及一种高性能钢件的制造方法，尤其是一种重量在10吨以上的大型30CrNi2MoV钢件的锻造方法，具体地说是一种制备晶粒细、抗低温冲击韧性高、室温抗拉强度高的30CrNi2MoV钢件的短流程制造方法。
技术介绍
30CrNi2MoV钢是一种中碳中合金钢，具有高的淬透性和良好的综合力学性能，常用于制造高强高韧的大型锻件（重量一般在4吨以上），广泛用于制造火电、核电等电站装备和大型冶金、矿山和运输装备中的承力和传动结构部件。30CrNi2MoV钢常在较低温度下工作，对其低温冲击韧性有较高的要求。大型锻件必须由大型铸锭锻造而成，大型铸锭在制造过程必然存在枝晶组织等组织、成分的不均匀性。为满足力学性能，大型锻件通常须采用淬透性高强度高的钢种，如：Cr-Ni-Mo-V系钢等。但这类钢过冷奥氏体稳定性高，组织遗传倾向大（即马氏体、贝氏体等非平衡原始组织在重新奥氏体时，继承和恢复了原始粗大晶粒的现象），造成大型锻件晶粒粗大和不均匀，进而影响其冲击韧性、脆性转变温度、超声波可探性和导磁性等性能。为了解决大型锻件组织遗传带来的晶粒粗大和不均匀问题，在淬火+回火的最终热处理前，目前通常采用复杂并且周期很长的锻后热处理工序（锻后多次正火、临界区高温侧正火、高温回火、退火等）来加已改善，而且除退火方法外其它热处理方法改善效果往往不很明显。锻件的组织性能与锻造工艺有很大的关系。相对于单火次锻造，多火次锻造可以通过多次锻前加热发生的再结晶、奥氏体相变等改善材料组织。锻造比的大小影响锻件质量，锻造比不能太小但也并非越大越好，前者会导致枝晶组织得不到消除，后者会导致组织、性能方向性明显。至今为止，尚未有一种仅通过锻造和后续最终热处理制造即可获得晶粒细、低温冲击韧性高、室温强度高30CrNi2MoV钢锻件的短流程方法可供使用，这在一定程度上限制了30CrNi2MoV钢件质量提升和制造成本的下降。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有的大型30CrNi2MoV钢件在锻造过程中均需要反复进行正火、回火、退火而造成制造过程复杂、成本高、性能难以保证的问题，专利技术一种短流程锻造和后续淬火+回火最终热处理方法，通过该方法能快速获得细晶粒高低温冲击韧性高室温强度30CrNi2MoV钢锻件以满足生产需求。本专利技术的技术方案是：一种大型30CrNi2MoV钢件的短流程制造方法，其特征在于它包括依次进行的多火次锻造和后续淬火+回火最终热处理工艺；所述的多火次锻造包括依次进行的2次镦拔锻造+1次镦粗锻造或依次进行的2次镦拔锻造+1次镦粗锻造+1次拔长锻造；所述的2次镦拔锻造是指单次镦拔即一镦一拔进行2次，单次镦拔的锻造比为2-4；所述的1次镦粗锻造的锻造比为3-5，所述的1次拔长锻造的锻造比为3-5；所述的后续淬火+回火最终热处理工艺是指将多火次锻造后的锻坯进行860℃±10℃´6h±0.5h+780℃±10℃´2h±0.5h保温后油冷的淬火+600℃±10℃´16h±0.5h保温后油冷的回火，或进行860℃±10℃´6h±0.5h保温后油冷的淬火+600℃±10℃´16h±0.5h保温后空冷的回火，或进行860℃±10℃´6h±0.5h保温后油冷的淬火+580℃±10℃´32h±0.5h保温后油冷的回火；经过上述多火次锻造和后续淬火+回火后即获得平均晶粒尺寸为10～30mm、低温冲击韧性AKV(-40℃)为56～103J、室温抗拉强度为1157.4～1260.3MPa、断裂延伸率为35.53～37.80%的晶粒细、低温冲击韧性高和室温强度高的高性能30CrNi2MoV钢件。所述的2次镦拔锻造+1次镦粗锻造的总锻造比为10。所述的淬火+回火热处理工艺为860℃´6h+780℃´2h保温后油冷的淬火+600℃´16h保温后油冷的回火。所述的钢件在锻造后再进行后续淬火+回火最终热处理工艺的过程中不需要穿插进行正火、回火、退火热处理工艺。本专利技术的有益效果：（1）本专利技术细晶粒高低温冲击韧性高室温强度30CrNi2MoV钢锻件的短流程制造方法，能够有效消除组织遗传，获得了平均晶粒尺寸为10～30mm、低温冲击韧性AKV(-40℃)为56～103J、室温抗拉强度为1157.4～1260.3MPa、断裂延伸率为35.53～37.80%的高性能30CrNi2MoV钢锻件。（2）本专利技术细晶粒高低温冲击韧性高室温强度30CrNi2MoV钢锻件的短流程制造方法，采用2次镦拔、1次镦粗（或1次镦粗+1拔长）的多火次的锻造，获得了大的锻造比，消除了组织遗传，提高了该工艺方法的可靠性。（3）本专利技术细晶粒高低温冲击韧性高室温强度30CrNi2MoV钢锻件的短流程制造方法，锻件在锻造工艺、最终热处理工艺（淬火+回火）之间，不需要穿插进行正火、回火、退火等其他热处理工艺，细晶粒高低温冲击韧性高室温强度30CrNi2MoV钢锻件的制造工艺流程短，生产效率高，制造成本低。（4）本专利技术通过大量的试验获得了理想的细晶粒高低温冲击韧性高室温强度30CrNi2MoV钢锻件的短流程制造方法，尤其是通过采用按次序进行的多火次锻造、淬火和回火工艺，按本专利技术的工艺能容易地得到符合要求的30CrNi2MoV钢锻件。（5）本专利技术公开了一种细晶粒高低温冲击韧性高室温强度30CrNi2MoV钢锻件的短流程制造方法，一定程度上打破了国外对大型锻坯制造工艺方法的技术封锁，可满足我国火电、核电等电站装备和大型冶金、矿山和运输装备中的大型承力和传动结构部件的制造需求，同时，为类似具有组织遗传特性的大型钢锻坯的短流程制造提供了技术途径。附图说明图1是本专利技术实施例1：2次镦拔锻造+1次镦粗锻造（总锻造比10）、860℃´6h+780℃´2h油冷淬火、600℃´16h油冷回火的金相组织、。图2是本专利技术实施例2：2次镦拔锻造+1次镦粗锻造+1次拔长锻造（总锻造比14）、860℃´6h+780℃´2h油冷淬火、600℃´16h油冷回火的金相组织。图3是本专利技术对比例1：2次镦拔锻造（总锻造比6）、860℃´6h+780℃´2h油冷淬火、600℃´16h油冷回火的金相组织。图4是本专利技术实施例3：2次镦拔锻造+1次镦粗锻造（总锻造比10）、860℃´6h油冷淬火、600℃´16h空冷回火的金相组织。图5是本专利技术实施例4：2次镦拔锻造+1次镦粗锻造+1次拔长锻造（总锻造比14）、860℃´6h油冷淬火、600℃´16h空冷回火的金相组织。图6是本专利技术对比例2：2次镦拔锻造（总锻造比6）、860℃´6h油冷淬火、600℃´16h空冷回火的金相组织。图7是本专利技术实施例5：2次镦拔锻造+1次镦粗锻造（总锻造比10）、860℃´6h油冷淬火、580℃´32h油冷回火的金相组织。图8是本专利技术实施例6：2次镦拔锻造+1次镦粗锻造+1次拔长锻造（总锻造比14）、860℃´6h油冷淬火、580℃´32h油冷回火的金相组织。图9是本专利技术对比例3：2次镦拔锻造（总锻造比6）、860℃´6h油冷淬火、580℃´32h油冷回火的金相组织。图10是本专利技术对比例4：2次镦拔锻造（总锻造比6）、860℃´6h油冷淬火、600℃´16h油冷回火的金相组织。具体实施方式下面结构附图和实施例对本专利技术作进一步的说明，本实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大型30CrNi2MoV钢件的短流程制造方法，其特征在于它包括依次进行的多次锻造和后续淬火+回火最终热处理工艺；所述的多次锻造包括依次进行的2次镦拔锻造+1次镦粗锻造或依次进行的2次镦拔锻造+1次镦粗锻造+1次拔长锻造；所述的2次镦拔锻造是指单次镦拔即一镦一拔进行2次，单次镦拔的锻造比为2‑4；所述的1次镦粗锻造的锻造比为3‑5，所述的1次拔长锻造的锻造比为3‑5；所述的后续淬火+回火最终热处理工艺是指将多次锻造后的锻坯进行860℃±10℃´6h±0.5 h +780℃±10℃´2h±0.5 h保温后油冷的淬火+600℃±10℃´16h±0.5 h保温后油冷的回火，或进行860℃±10℃´6h±0.5 h保温后油冷的淬火+600℃±10℃´16h±0.5 h保温后空冷的回火，或进行860℃±10℃´6h±0.5 h保温后油冷的淬火+580℃±10℃´32h±0.5 h保温后油冷的回火；经过上述多次锻造和后续淬火+回火后即获得平均晶粒尺寸为10～30mm、低温冲击韧性AKV(‑40℃) 为 56～103J、室温抗拉强度为 1157.4～1260.3 MPa、断裂延伸率为35.53～37.80%的晶粒细、低温冲击韧性高和室温强度高的高性能30CrNi2MoV钢件。...

【技术特征摘要】
1.一种大型30CrNi2MoV钢件的短流程制造方法，其特征在于它包括依次进行的多次锻造和后续淬火+回火最终热处理工艺；所述的多次锻造包括依次进行的2次镦拔锻造+1次镦粗锻造或依次进行的2次镦拔锻造+1次镦粗锻造+1次拔长锻造；所述的2次镦拔锻造是指单次镦拔即一镦一拔进行2次，单次镦拔的锻造比为2-4；所述的1次镦粗锻造的锻造比为3-5，所述的1次拔长锻造的锻造比为3-5；所述的后续淬火+回火最终热处理工艺是指将多次锻造后的锻坯进行860℃±10℃´6h±0.5h+780℃±10℃´2h±0.5h保温后油冷的淬火+600℃±10℃´16h±0.5h保温后油冷的回火，或进行860℃±10℃´6h±0.5h保温后油冷的淬火+600℃±10℃´16h±0.5h保温后空冷的回火，或进行860℃±10℃´6h±0.5h...

【专利技术属性】
技术研发人员：许晓静，陈洋，谈成，刘庆辉，蔡杰，朱金鑫，丁清，胡华军，戈晓岚，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32