本发明专利技术公开了一种大尺寸奥氏体不锈钢构件铁素体含量控制的方法，属于超大锭型不锈钢锻件组织均质化控制领域。针对大锭型奥氏体不锈钢锻件在其锻造前增加一道高温均匀化工序，要求电渣锭经1160～1240℃，均匀化时间50～100h处理，使锻前不锈钢中Cr、Mo等铁素体形成元素在基体中均匀化分布，大幅降低成品锻件中铁素体含量。当需要进一步控制奥氏体不锈钢锻件制造成本，需要对均匀化处理过程进行气氛控制，降低大尺寸不锈钢构件氧化耗损成本。本发明专利技术可实现大尺寸奥氏体不锈钢锻件全方位解剖后按GB/T 13305
【技术实现步骤摘要】
一种大尺寸奥氏体不锈钢构件铁素体含量的控制方法
[0001]本专利技术涉及超大锭型不锈钢锻件组织均质化控制
，具体涉及一种大尺寸奥氏体不锈钢构件铁素体含量的控制方法。本专利技术方法可为制备高性能的军工、化工、核电等领域用大型不锈钢锻件提供有力保障。
技术介绍
[0002]奥氏体不锈钢具有优异的耐腐蚀性、良好组织稳定性、较高的使用温度(最高可至700℃)、良好焊接性能、优异加工性能等优势，可在高温、高压、腐蚀性气氛和物理射线辐射的苛刻环境下服役，制造的大尺寸锻件已被广泛应用于军工、化工、核电等重大领域。为了减少大尺寸锻件元素偏析和杂质元素含量，在制备上述大尺寸锻件时往往采用电渣重熔方式，但是随着奥氏体不锈钢锻件锭型的增加，电渣冶炼后冷却速度非常缓慢，使基体中Cr、Mo等铁素体形成元素发生局部富集导致成品锻件铁素体含量超标，在高温服役条件下发生脆化转变，严重影响合金高温组织性能稳定性。目前，实现大尺寸奥氏体不锈钢锻件(如直径大于2000mm，厚度大于500mm的饼形锻件)铁素体含量低量化控制已成为该类大型锻件的国产化应用需要解决的重大技术瓶颈之一，尤其在核电领域，因要求长期服役于高温环境，铁素体脆化倾向更加明显，严重制约大尺寸锻件的工业化应用。因此，需要探究一些可对大尺寸奥氏体不锈钢锻件铁素体低量化的有效控制手段。
技术实现思路
[0003]它为了解决大尺寸奥氏体不锈钢锻件铁素体含量难以控制的问题，本专利技术的目的是提供一种大尺寸奥氏体不锈钢构件铁素体含量的控制方法，该方法简单可行，通过在大尺寸奥氏体不锈钢电渣重熔工序完成后增加一道高温均匀化工序，使锻前不锈钢中Cr、Mo等铁素体形成元素在基体中均匀化分布，大幅降低成品锻件中铁素体含量。
[0004]为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0005]一种大尺寸奥氏体不锈钢构件铁素体含量的控制方法，该方法包括如下步骤：
[0006](1)准备奥氏体不锈钢铸造电极棒；
[0007](2)电渣锭的制备：采用电渣重熔工艺将步骤(1)中的奥氏体不锈钢电极棒进行重熔精炼，得到电渣锭；
[0008](3)电渣锭的高温均匀化处理：采用热处理炉对步骤(2)所得电渣锭进行高温均匀化处理，均匀化处理后进行水冷处理；
[0009](4)电渣锭的锻造：将经步骤(3)处理后的电渣锭头尾充分切除后，采用镦拔变形方式对切除头尾的电渣锭进行锻造变形，锻造过程需要控制锻件的整体锻造比；
[0010](5)电渣锭的热处理：对步骤(4)锻造后所得锻件进行固溶热处理，处理后要求水淬冷却；
[0011]步骤(1)中，所述铸造电极棒的直径为200～300mm。
[0012]步骤(2)中，所述电渣重溶工艺在氩气气氛下进行，采用CaF2‑
CaO
‑
Al2O3渣系；所述
电渣锭规格为Φ1250～1300mm。
[0013]步骤(3)中，所述高温均匀化处理的处理温度为1160～1240℃，保温时间50～100h。
[0014]步骤(4)中，所述电渣锭头尾切除量要求切除高度均大于150mm；所述锻造变形工艺中始锻温度为1050～1180℃，终锻温度≥850℃，每一火次保温时间为3～20h，每一火次变形时间20～70min；所述锻件整体锻造比要求大于4。
[0015]步骤(5)中，所述热处理工艺处理温度为1060℃
±
10℃。
[0016]对步骤(5)热处理后得到的锻件进行全面解剖，依据GB/T 13305
‑
2008标准对锻件中铁素体含量进行评定，锻件中铁素体含量能够控制在1％(vol.％)以下。
[0017]所述全面解剖要求分析锻件表面位置，分别为锻件径向厚度的1/4、1/2、3/4；分析锻件心部位置，分别为锻件径向厚度的1/4、1/2、3/4；锻件表面位置与锻件心部位置均包含0
°
与180
°
两个位置。
[0018]依据GB/T 13305
‑
2008标准对铁素体评定时，其中规定选取检验面全截面中铁素体含量最严重的视场进行测定，放大倍数为300倍，实际视场直径应保证为0.267mm。
[0019]本专利技术的优点和有益效果如下：
[0020](1)本专利技术可实现大尺寸奥氏体不锈钢锻件成品中不同部位铁素体含量低量化控制，按照按GB/T 13305
‑
2008标准执行的最严重视场铁素体含量检测方法可控制在1％(vol.％)以下。
[0021](2)通过对均匀化处理过程的气氛控制，可显著降低大尺寸不锈钢构件氧化耗损成本。
附图说明
[0022]图1为取自20t奥氏体不锈钢电渣锭的10
×
10
×
10mm3小尺寸试样的1230℃均匀化处理后按照GB/T 13305
‑
2008标准执行检测的铁素体含量和形貌图。
[0023]图2为取自20t奥氏体不锈钢电渣锭的10
×
10
×
10mm3小尺寸试样的1230℃均匀化处理后按照GB/T 13305
‑
2008标准执行检测的处理时间
‑
铁素体含量的关系图。
[0024]图3为实施例2中大尺寸成品锻件表面径向厚度的1/2、180
°
位置铁素体腐蚀形貌；其中：(a)未经高温均匀化处理；(b)高温均匀化处理后。
[0025]图4为实施例3中大尺寸成品锻件表面径向厚度的1/2、180
°
位置铁素体腐蚀形貌。
具体实施方式
[0026]下面将结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。应理解，这些小实施案例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
[0027]实施例1
[0028]对Φ1250mm的30t的奥氏体不锈钢(316)电渣锭进行高温均匀化处理，处理制度为：高温均匀化温度选择1230℃，均匀化处理时间选择6～72h；实验样品取自上述电渣锭，尺寸选择10mm
×
10mm
×
10mm。经高温均匀化处理后，对比高温均匀化前、后铁素体含量，并
定量统计不同均匀化时间试样对应的铁素体含量，测试标准为GB/T 13305
‑
2008标准中规定的选取检验面全截面中铁素体含量最严重的视场方法。放大倍数为300倍，实际视场直径保证为0.267mm。实验结果如图1和图2所示。可以看出，试样经1230℃/72h高温均匀处理，铁素体测试结果由处理前的18.22％降低至0.84％。该实例结果有力地证明了高温均匀化处理控制铁素体的有效性。
[0029]实施例2
[0030]对目标Φ1250mm的30t的的奥氏体本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种大尺寸奥氏体不锈钢构件铁素体含量的控制方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：(1)准备奥氏体不锈钢铸造电极棒；(2)电渣锭的制备：采用电渣重熔工艺将步骤(1)中的奥氏体不锈钢电极棒进行重熔精炼，得到电渣锭；(3)电渣锭的高温均匀化处理：采用热处理炉对步骤(2)所得电渣锭进行高温均匀化处理，均匀化处理后进行水冷处理；(4)电渣锭的锻造：将经步骤(3)处理后的电渣锭头尾充分切除后，采用镦拔变形方式对切除头尾的电渣锭进行锻造变形，锻造过程需要控制锻件的整体锻造比；(5)电渣锭的热处理：对步骤(4)锻造后所得锻件进行固溶热处理，处理后要求水淬冷却。2.根据权利要求1所述的大尺寸奥氏体不锈钢构件铁素体含量的控制方法，其特征在于：步骤(1)中，所述铸造电极棒的直径为200～300mm。3.根据权利要求1所述的大尺寸奥氏体不锈钢构件铁素体含量的控制方法，其特征在于：步骤(2)中，所述电渣重溶工艺在氩气气氛下进行，采用CaF2‑
CaO
‑
Al2O3渣系；所述电渣锭规格为Φ1250～1300mm。4.根据权利要求1所述的大尺寸奥氏体不锈钢构件铁素体含量的控制方法，其特征在于：步骤(3)中，所述高温均匀化处理的处理温度为1160～1240℃，保温时间50～100h。5.根据权利要求1所述的大尺寸奥氏体不锈钢构件铁素体含量的控制方法，其特征在于：步骤(4)中，所述电渣锭头尾切除量要求切...
【专利技术属性】
技术研发人员：高明，李小兵，张龙，李昊泽，马颖澈，刘奎，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：
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