一种燃气轮机用高性能30Cr2Ni4MoV轮盘锻件制造方法技术

本发明专利技术公开了一种燃气轮机用高性能30Cr2Ni4MoV轮盘锻件制造方法，其技术方案包括以下步骤：S1、原材料检测；S2、原材料下料；S3、第一次锻造加热；S4、第一次镦拔，镦拔的锻造比≥2；S5、第二次锻造加热，原材料升温至1200～1220℃，保温150～200min；S6、第二次镦拔，锻造比≥2；S7、锻件冷却，将锻件冷却至400～500℃，再入炉升温至650～730℃，保温10～15h，炉冷至200～250℃出炉，冷却至室温；S8、锻件正火，锻件加热至900～950℃，保温10～18h，冷却至室温；S9、锻件淬火，加热至850～890℃，保温6～16h，冷却至室温；S10、锻件一次回火，加热至550～580℃，保温15～20h，冷却至室温；S11、锻件二次回火，加热至620～650℃，保温15～20h，冷却至室温，本发明专利技术通过控制锻件总体变形量再配合合适的热处理制度，减少锻件缺陷，提高锻件质量。提高锻件质量。提高锻件质量。

【技术实现步骤摘要】
一种燃气轮机用高性能30Cr2Ni4MoV轮盘锻件制造方法


[0001]本专利技术涉及高性能合金制造领域，尤其涉及一种燃气轮机用高性能30Cr2Ni4MoV轮盘锻件制造方法。

技术介绍

[0002]由于多方面的原因，我国燃气轮机同国际先进水平相比仍存在很大差距，尚未形成真正的产业。诸多领域动力落后的状态，已成为制约国民经济发展的“瓶颈”，其技术仅被世界上少数几个发达国家所控制，先进的燃气轮机在西方国家仍然限制对华出口。燃气轮机属于重大核心装备，如果长期依赖进口，在关键技术上受制于人，近年来国内的厂家也加大对于燃气轮机相关技术的研发投入。
[0003]燃气轮机轮盘是在高温环境下工作的高速旋转部件，燃气轮机涡轮盘工作条件恶劣.其不仅要承受高转速带来的较大的外载荷，而且还要承受沿径向和轴向的较大温差引起的热应力，以及发动机工作转速和温度变化引起的疲劳应力，因此在燃气轮机的设计中，涡轮盘设计要求高、工程制造工艺成形成性难度大。30Cr2Ni4MoV由于其具有淬透性高、综合力学性能及热加工性能好等特点，常用于制造燃气轮机核心零件。但是传统的现有锻造工艺，其热处理后，材料的内部容易空洞、夹杂、疏松、裂痕等缺陷，导致锻件探伤不合格，锻件的综合力学性能不能满足严苛的技术要求。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术的缺点，本专利技术的目的是提供一种燃气轮机用高性能30Cr2Ni4MoV轮盘锻件制造方法，通过原材料质量控制，控制锻件总体变形量和锻后退火，再配合合适的热处理制度，不仅保证了材料的探伤合格，还保证了材料的力学性能。
[0005]本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
[0006]一种燃气轮机用高性能30Cr2Ni4MoV轮盘锻件制造方法，包括以下步骤：
[0007]S1、原材料检测，原材料中硫化物、氧化铝、硅酸盐、球状氧化物均不超过1.5级；
[0008]S2、原材料下料；
[0009]S3、第一次锻造加热，原材料≤500℃入炉入炉，升温至820～880℃，之后保温150～200min，然后升温至1230～1250℃，保温150～200min；
[0010]S4、第一次镦拔，镦拔的锻造比≥2；
[0011]S5、第二次锻造加热，原材料升温至1200～1220℃，保温150～200min；
[0012]S6、第二次镦拔，镦拔的锻造比≥2；
[0013]S7、锻件冷却，将锻件冷却至400～500℃，再入炉升温至650～730℃，保温10～15h，炉冷至200～250℃出炉，冷却至室温；
[0014]S8、锻件正火，锻件加热至900～950℃，保温10～18h，冷却至室温；
[0015]S9、锻件淬火，加热至850～890℃，保温6～16h，冷却至室温；
[0016]S10、锻件一次回火，加热至550～580℃，保温15～20h，冷却至室温；
[0017]S11、锻件二次回火，加热至620～650℃，保温15～20h，冷却至室温。
[0018]进一步的，在步骤S3中，原材料最终升温到1230℃。
[0019]进一步的，在步骤S4中，镦拔的锻造比为2.5。
[0020]进一步的，在步骤S5中，原材料升温到1200℃。
[0021]进一步的，在步骤S6中，镦拔的锻造比为2.5。
[0022]进一步的，在步骤S8中，锻件≤400℃入炉，加热至910℃，保温14h，空冷至室温。
[0023]进一步的，在步骤S9中，锻件加热至880℃，保温10h，水冷至室温。
[0024]进一步的，在步骤S10中，锻件加热至560℃，保温18h，空冷至室温。
[0025]进一步的，在步骤S11中，加热至640℃，保温18h，空冷至室温。
[0026]进一步的，在步骤S1中，原材料合金元素成分包括：C≤0.036；Mn≤0.07％；Si≤0.06％；P≤0.006％；S≤0.002％；Cr1.40～2.20％；Ni3.15～3.85％；Mo0.15～0.65％；V0.04～0.17％；Cu≤0.01％；Al≤0.007％；As≤0.01％；Sn≤0.01％；余量为Fe。
[0027]综上所述，本专利技术具有以下有益效果：
[0028]1.通过合理设计两次镦拔的热处理和变形，有利于铸态的30Cr2Ni4MoV发生在再结晶行为，配合相应的锻造温度有利于新晶粒的形核，并且配合相应的变形量，粉碎原始奥氏体粗晶组织同时促进新的等轴晶粒增加，消除锻件缺陷的同时促进晶粒细化。
[0029]2.锻造过程在集中在高温高应变区域，避免开1050～1200℃的主要失稳区，降低锻件微观基体出现组织缺陷的几率。
[0030]3.通过采取大锻造比的变形，增加锻件中心截面的等效应变，使动态再结晶发生的范围和百分比从心部到表面逐步增加，促进动态再结晶的发生。
[0031]4.正火处理中同时进行重结晶细化和新生晶粒长大，随着保温时间的延长，晶粒尺寸差别逐步减小，晶粒度逐步细化并且均匀，消除初始晶粒度的影响。
[0032]5.淬火处理过程中，更多碳化物溶于基体，马氏体含量增加，条带状马氏体逐渐向等轴马氏体转变，并且组织更加均匀，提高合金的强度和硬度。
[0033]6.最终经过两次回火处理，最终组织中存在铁素体，其中具有高自由度可动位错，并且条状铁素体和马氏体协同变形，因此提高锻件的韧性。
附图说明
[0034]图1是燃气轮机用高性能30Cr2Ni4MoV轮盘锻件制造方法的步骤示意图。
具体实施方式
[0035]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和具体实施方式对本专利技术提出的装置作进一步详细说明。根据下面说明，本专利技术的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施方式的目的。为了使本专利技术的目的、特征和优点能够更加明显易懂，请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本专利技术实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本专利技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本专利技术所揭示的
技术实现思路
能涵盖的范围
内。
[0036]实施例1：
[0037]一种燃气轮机用高性能30Cr2Ni4MoV轮盘锻件制造方法，如图1所示，包括以下步骤：
[0038]S1、原材料检测，原材料合金元素成分包括：C≤0.036；Mn≤0.07％；Si≤0.06％；P≤0.006％；S≤0.002％；Cr1.40～2.20％；Ni3.15～3.85％；Mo0.15～0.65％；V0.04～0.17％；Cu≤0.01％；Al≤0.007％；As≤0.01％；Sn≤0.01％；余量为Fe。保证原材料中硫化物、氧化铝、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃气轮机用高性能30Cr2Ni4MoV轮盘锻件制造方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、原材料检测，原材料中硫化物、氧化铝、硅酸盐、球状氧化物均不超过1.5级；S2、原材料下料；S3、第一次锻造加热，原材料≤500℃入炉入炉，升温至820～880℃，之后保温150～200min，然后升温至1230～1250℃，保温150～200min；S4、第一次镦拔，镦拔的锻造比≥2；S5、第二次锻造加热，原材料升温至1200～1220℃，保温150～200min；S6、第二次镦拔，镦拔的锻造比≥2；S7、锻件冷却，将锻件冷却至400～500℃，再入炉升温至650～730℃，保温10～15h，炉冷至200～250℃出炉，冷却至室温；S8、锻件正火，锻件加热至900～950℃，保温10～18h，冷却至室温；S9、锻件淬火，加热至850～890℃，保温6～16h，冷却至室温；S10、锻件一次回火，加热至550～580℃，保温15～20h，冷却至室温；S11、锻件二次回火，加热至620～650℃，保温15～20h，冷却至室温。2.根据权利要求1所述的一种燃气轮机用高性能30Cr2Ni4MoV轮盘锻件制造方法，其特征在于：在步骤S3中，原材料最终升温到1230℃。3.根据权利要求1所述的一种燃气轮机用高性能30Cr2Ni4MoV轮盘锻件制造方法，其特征在于：在步骤S4中，镦拔的锻造比为2.5。4.根据权利要求1所述的一种燃气轮机用高性能30Cr2Ni4M...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘其源，何方有，孙传华，刘智，
申请(专利权)人：无锡派克新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：