本发明专利技术公开了一种新型叶片钢2Cr12Ni4Mo3VNbN热变形方法，对冶炼后的叶片钢，采用控制热变形过程中加热温度、加热速率、热变形变量以及后续热处工艺控制技术，细化了晶粒，得到的叶片钢2Cr12Ni4Mo3VNbN热变形后晶粒度控制在7～8级，变形后经热处理后的综合力学性能完全满足高强度、高冲击韧性技术要求，从而解决了该钢因热变形工艺不当而产生的开裂，或因晶粒过于粗大而导致拉伸性能不满足用户技术要求的问题；为该钢实现国产化提供了技术支撑，解决了其技术瓶颈问题，填补了该领域技术空白，降低了生产成本，能够大幅度提高经济效益，具有广阔的市场推广前景。具有广阔的市场推广前景。
【技术实现步骤摘要】
一种新型叶片钢2Cr12Ni4Mo3VNbN热变形方法
[0001]本专利技术属于钢铁热变形
，具体涉及一种新型叶片钢2Cr12Ni4Mo3VNbN热变形方法。
技术介绍
[0002]2Cr12Ni4Mo3VNbN钢是日本日立公司在KT5312AS6(1Cr12Ni3Mo2VN)的基础上提高C、Mo，降低V、Si、Mn并添加Nb元素开发出的Cr
‑
Ni
‑
Nb
‑
Mo
‑
V汽轮机末级叶片用马氏体不锈钢，主要用于制造百万千瓦核电站汽轮机1200mm末级叶片。现有技术针对叶片钢2Cr12Ni4Mo3VNbN的研究多集中于热处理工艺方面，热变形工艺研究尚属空白，而该钢在使用生产过程中，往往会因热变形工艺不当而导致钢坯开裂，从而大大降低了该钢的生产合格率，生产成本提高，效益降低。
技术实现思路
[0003]为了克服上述现有技术中存在的缺陷，本专利技术对冶炼后的2Cr12Ni4Mo3VNbN叶片钢，采用控制热变形过程中加热温度、加热速率、热变形变量以及后续热处工艺控制技术，得到的叶片钢2Cr12Ni4Mo3VNbN热变形后晶粒度控制在7
‑
8级，变形后经热处理后的综合力学性能完全满足技术要求，从而解决了该钢因热变形工艺不当而产生的开裂，或因晶粒过于粗大而导致拉伸性能不满足用户技术要求的问题。
[0004]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了一种新型叶片钢2Cr12Ni4Mo3VNbN热变形方法，所述新型叶片钢2Cr12Ni4Mo3VNbN，其化学成分按重量百分比计，C:0.145～0.20、Si：0.08～0.155、Mn：0.30～0.65、Ni：3.30～3.75、Cr：10.5～12.5、Mo：3.00～3.35、V：0.25～0.37、N:0.04～0.11、Nb：0.120～0.175，余量为Fe和不可避免的杂质。所述新型叶片钢2Cr12Ni4Mo3VNbN的不可避免的杂质包括P和S，按重量百分比计，P≤0.020％，S≤0.003％。
[0005]所述新型叶片钢2Cr12Ni4Mo3VNbN热变形方法包括以下步骤：
[0006]①
电渣锭加热
[0007]将电渣锭置于加热炉中，按≤50℃/h的加热速率加热至860
±
10℃，保温4～6小时，再按≤60℃/h加热至1170℃，保温10～15小时。由于该钢合金含量较高，在加热过程中常会因加热速率过快，导致钢锭内部存在温度差而产生开裂的现象。
[0008]②
快锻开坯
[0009]加热钢锭出加热炉进行快锻开坯。所述快锻开坯采用两镦两拔的工艺，即一次镦拔：钢锭镦粗，使得钢锭长度为原始长度的40％，再将镦粗后的钢锭沿轴向方向拔长至原始长度。将一镦一拔的钢锭返回加热炉进行再次加热回炉，回炉温度为1160
±
10℃，保温≥1小时后，出炉进行二次镦拔：即将再次加热后的钢锭镦粗至长度不小于原始长度的50％～60％，再沿轴向将钢锭拔长至原始长度。为确保钢坯质量，开锻温度通常不低于1050
±
10℃，终锻温度不低于950℃。通过两次镦拔工艺，可以改善钢坯组织均匀性，细化晶粒，提高材料的力学性能。
[0010]③
精锻成型：
[0011]将步骤
②
快锻后的钢锭进行精锻成型，所述精锻成型是将快锻开坯后的钢坯置于加热炉中进行加热，加热温度为1150
±
10℃，保温≥10小时；再将加热后的快锻钢坯使用精锻机经过精锻成型为成品规格；步骤
③
所述精锻开锻温度不低于1050
±
10℃，终锻温度不低于900℃。
[0012]④
退火热处理：
[0013]将步骤
③
精锻后的钢坯快速收集装入退火炉待料，所述待料温度控制在400～500℃，将所述待料按≤80℃/h的加热速率加热到680
±
10℃，然后保温，保温时间按t(h)＝10+0.03*(棒材直径mm
‑
100)计算，再随炉缓冷至料温150℃后出炉空冷。由于钢材在热轧或锻造后，在冷却过程中因表面和心部冷却速度不同，造成内外温差会产生残余应力。为防止合金含量较高的叶片钢2Cr12Ni4Mo3VNbN锻造后变形开裂，锻造后应及时进行去应力退火热处理。
[0014]一种上述方法在新型耐热钢锭热变形工艺中的应用。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
[0016]本专利技术对冶炼后的2Cr12Ni4Mo3VNbN叶片钢，采用控制热变形过程中加热温度、加热速率、热变形变量以及后续热处工艺控制技术，得到的叶片钢2Cr12Ni4Mo3VNbN热变形后晶粒度控制在7～8级，变形后经热处理后的综合力学性能完全满足技术要求，从而解决了该钢因热变形工艺不当而产生的开裂，或因晶粒过于粗大而导致拉伸性能不满足用户技术要求的问题；避免了该钢在锻造过程中发生开裂；并细化了晶粒度，使得该钢经热处理后的力学性能满足用户高强度的要求；同时，该钢的冲击韧性得以提升，为该钢实现国产化提供了技术支撑，解决了其技术瓶颈问题，填补了该领域技术空白，降低了生产成本，可大幅度提高经济效益，具有广阔的市场推广前景。
具体实施方式
[0017]以下结合具体实施例对本专利技术作进一步说明，但不以任何方式限制本专利技术。为免赘述，以下实施例中的原材料若无特别说明则均为市售产品，所用方法若无特别说明则均为常规方法。
[0018]所述新型叶片钢2Cr12Ni4Mo3VNbN，其化学成分按重量百分比计满足如下要求，C:0.145～0.20、Si：0.08～0.155、Mn：0.30～0.65、Ni：3.30～3.75、Cr：10.5～12.5、Mo：3.00～3.35、V：0.25～0.37、N:0.04～0.11、Nb：0.120～0.175，P≤0.020％，S≤0.003％，余量为Fe和不可避免的杂质。实施例中2Cr12Ni4Mo3VNbN叶片钢产品技术要求如表1所示。
[0019]表1产品的技术要求
[0020][0021]实施例1
[0022]本实施例提供一种提高新型叶片钢2Cr12Ni4Mo3VNbN的热变形方法，具体以规格Φ180mm的钢坯为例，其特变形工艺如下：
[0023]①
电渣锭加热：将Φ550mm
×
1500mm电渣锭置于加热炉中，按40℃/h的加热速率加热至860℃，保温4小时，再按50℃/h加热至1170℃，保温10小时。
[0024]②
电渣锭开锻开坯：加热钢锭出加热炉进行快锻开坯。快锻开坯采用两镦两拔的工艺，即一次镦拔：钢锭镦粗，将长度为1500mm的电渣锭沿纵向方向镦粗至长度为600mm，再将镦粗后的钢锭沿轴向方向拔长至原始长度，即1500mm。将一镦一拔的钢锭返回加热炉进行再次加热回炉，回炉温度为1160℃，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种新型叶片钢2Cr12Ni4Mo3VNbN热变形方法，其特征在于，所述新型叶片钢2Cr12Ni4Mo3VNbN，其化学成分按重量百分比计，C:0.145～0.20、Si：0.08～0.155、Mn：0.30～0.65、Ni：3.30～3.75、Cr：10.5～12.5、Mo：3.00～3.35、V：0.25～0.37、N:0.04～0.11、Nb：0.120～0.175，余量为Fe和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述新型叶片钢2Cr12Ni4Mo3VNbN的不可避免的杂质包括P和S，按重量百分比计，P≤0.020％，S≤0.003％。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述新型叶片钢2Cr12Ni4Mo3VNbN热变形方法包括以下步骤：
①
电渣锭加热：将电渣锭置于加热炉中，按≤50℃/h的加热速率加热至860
±
10℃，保温4～6小时，再按≤60℃/h加热至1170℃，保温10～15小时；
②
快锻开坯：将步骤
①
加热钢锭出加热炉进行快锻开坯，所述快锻开坯采用两镦两拔的工艺；
③
精锻成型：将步骤
②
快锻后的钢锭进行精锻成型；所述精锻成型是将快锻开坯后的钢坯置于加热炉中进行加热，加热...
【专利技术属性】
技术研发人员：涂露寒，吴志伟，姚斌，黎颖，何玉东，
申请(专利权)人：成都先进金属材料产业技术研究院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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