【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及超高压容器用材料，尤其涉及一种超高压氮气储罐用锻件的制造方法。
技术介绍
1、氮气是一种非常活泼的气体，必须使用高强度、低渗透性、耐腐蚀的材质制成的储罐进行储存。氮气储罐的材质目前主要选用不锈钢、铝合金、玻璃钢等材质。这些材质不能应对100mpa超高压气体的储存，强度不高，且使用寿命短。
2、需要说明的是，在上述
技术介绍
部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术实施例公开了一种超高压氮气储罐用锻件的制造方法，制得的锻件具有高硬度、高抗拉强度，适合作为超高压氮气储罐的材料。
2、本专利技术所采用的技术方案如下：
3、一种超高压氮气储罐用锻件的制造方法，包括以下步骤：下料：使用35crni3movr锻圆下料；加热：包括两个火次；第一火次，将锻圆从室温加热至1220～1240℃，保温4～5h；第二火次，回炉保温，降温至1040～1060℃，保温3h；镦拔成型：对锻圆至少进行两镦两拔，处理结束后总锻比≥8.4；锻后扩氢退火；见光探伤；热处理：包括正火：将锻件送入炉内，以100℃/h的升温速率升温至900～920℃正火，保温8～10h后出炉空冷至室温；淬火：将锻件送入炉内，以100℃/h的升温速率升温至850～870℃淬火，保温8～10h后出炉水冷至室温；回火：将锻件送入炉内，以100℃/h的升温速率升温至605～625℃回火，保
4、在本专利技术中，下料采用钢锭拔料后的锻圆，没有直接采用钢锭冷锯，减少了钢锭内部疏松的风险。
5、第一火次采用高温锻造，使锻圆获得锻造所需的塑性，且第一火次的锻比就达到5.6，有效锻合了锻圆中心的白点、缩孔等缺陷，使其后续满足nb/t47013.3-2015i级探伤要求。同时使材料组织更均匀，晶粒得到细化，提高锻件的力学性能。
6、第二火次采用降温锻造。用普通自由锻造法，只能保证钢锭偏析区的疏松、气孔等缺陷得到锻合，而过渡区和偏析区的的缺陷只能部分得到锻合。而通过降温锻造的方法，大大减少了锻件表面的氧化皮，提升了锻件表面的精密度，同时也保证了过渡区和偏析区的缺陷得到有效锻合，减少了探伤风险。
7、在结构钢锻造过程中，晶粒粗大会使晶界面积减小，晶界断裂几率增大，使得结构钢的抗拉断裂性能变差，钢的延展性大大降低。反之，细小的晶粒则可以增加晶界面积，提高其抗拉断裂性能，钢的延展性也会提高。结构钢晶粒度越小，内部缺陷越少，结构钢的强度和韧性都会有所提高，同时晶粒之间的界面面积就会增大，界面面积能够吸收的冲击能量更多，因此材料的抗冲击性能也会相应提高。
8、通过正火、淬火、回火的热处理方式，提高了锻件在-40℃的耐冲击性能，均在60j以上，满足了低温储存的必要条件。同时锻件的晶粒度在热处理后均在8级或更细，晶粒越小，晶界越多。晶界处的晶体排列是不规则的，晶面犬牙交错，互相咬合，从而加强了金属间的结合力。
9、其进一步的技术方案为，所述对锻圆至少进行两镦两拔的步骤包括：第一火次，锻圆加热至锻造温度后，延高度方向进行第一次镦粗、拔方、第二次镦粗；第二火次，锻圆加热至锻造温度后，进行拔长、倒八方、滚圆。
10、其进一步的技术方案为，在第二火次中，所述拔长的步骤包括：在v形砧上进行，由中心向端部逐步锻造，在每一个面的全长上完成一次锻造以后，将锻件翻转90°，直至锻件的所有表面被锻造。
11、其进一步的技术方案为，所述拔长步骤总变形程度为6～8％，目的是将原材料的铸态组织转化为锻态组织。
12、其进一步的技术方案为，第一次镦粗、拔方后锻比≥3.8；第二次镦粗后锻比≥1.8；拔长后锻比≥2.8。
13、其进一步的技术方案为，所述锻后扩氢退火的步骤包括：将锻件送入炉内，缓冷待温至280～320℃，以80℃/h的升温速率升温至900～920℃，保温8～10h，再空冷至350～400℃，将锻件送入炉内，待温至280～320℃，以40℃/h的升温速率升温至605～625℃，保温10～12h，缓冷待温至300℃出炉空冷至室温。
14、35crni3movr合金钢锻造时候必须消除白点，白点是由钢锭中的氢引起的内部裂纹，白点的存在通常形成密集型缺陷，导致无法满足探伤标准。当钢锭中的氢含量过高时，白点容易出现，大大降低钢材的力学性能，尤其是横向塑性和韧性，成为最危险的断裂源，锻件明显变脆，严重影响锻件的使用性能和使用寿命。
15、因此，原材料除了按gb/t34019-2017标准控制成分之外，还必须严格控制原材料中h≤2ppm，从源头上控制氢的含量。这就要求冶炼时控制钢水中的氢含量，钢水中的氢含量主要来源于炉气中水蒸气的氢含量通过结晶器渗水及大气中的水分与钢液和炉渣作用而进入钢液中，这就要执行使用脱氢技术，通过扩散或对流将钢液中溶解的氢原子迁移到气液界面上，氢原子的溶解状态变为吸附状态，使表面吸附的氢原子相互作用生成氢分子，从而使氢分子从钢液表面脱离，气体分子扩散进入气相后，被真空泵吸走。
16、巨大的内应力是导致白点生成的另一个重要因素。大型锻件在冷却中，由于表面与心部的冷却速度不同，会产生很大的内外温差和数值较大的内应力。此外，还有因冷却相变过程和锻件表面与心部冷却相变的不同时性所引起的组织应力。因此，锻后不能直接空冷，必须采用扩氢退火的方式，并通过炉内缓冷使锻件外部和心部尽量保持相同冷速，从而减少白点存在的风险，满足了探伤的要求。
17、其进一步的技术方案为，所述见光探伤的步骤包括：将锻件外圆见光，采用100％直探头纵波超声检测以及斜探头横波和纵波超声检测，判断是否满足nb/t47013.3-2015i级探伤要求。
18、本专利技术实施例的有益效果如下：
19、本专利技术的一种超高压氮气储罐用锻件的制造方法，第一火次采用高温锻造，使坯料获得锻造所需的塑性，有效锻合了锻圆中心的白点、缩孔等缺陷；第二火采用降温锻造，大大减少了锻件表面的氧化皮，提升了锻件表面的精密度，同时也保证了过渡偏析区和偏析区的缺陷得到有效锻合；采用扩氢退火的冷却方式，减少了锻件内部应力，减少了白点存在的风险，以实现满足nb/t47013.3-2015i级探伤要求的目的。
20、采用正火、淬火、回火的热处理方式，提高了锻件在-40℃的冲击功，满足了低温储存的必要条件。同时锻件的晶粒度在热处理后均在8级或更细，晶粒越小，晶界越多，晶界处的晶体排列不规则，晶面犬牙交错，互相咬合，加强了金属间的结合力，有效提升了锻件的强度、韧性，大大提高了在低温、超高压条件下的使用寿命。
21、利用本专利技术的方法生产的超高压氮气储罐用锻件，硬度达340～360hb，抗拉强度1120～1142mpa，屈服强度1062～1072mpa，延伸率16.88～17.36％，断面收缩率58.27～61.61％本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种超高压氮气储罐用锻件的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种超高压氮气储罐用锻件的制造方法，其特征在于，所述对锻圆至少进行两镦两拔的步骤包括：
3.根据权利要求2所述的一种超高压氮气储罐用锻件的制造方法，其特征在于，在第二火次中，所述拔长的步骤包括：
4.根据权利要求3所述的一种超高压氮气储罐用锻件的制造方法，其特征在于：所述拔长步骤总变形程度为6～8％。
5.根据权利要求3所述的一种超高压氮气储罐用锻件的制造方法，其特征在于：第一次镦粗、拔方后锻比≥3.8；第二次镦粗后锻比≥1.8；拔长后锻比≥2.8。
6.根据权利要求1所述的一种超高压氮气储罐用锻件的制造方法，其特征在于，所述锻后扩氢退火的步骤包括：
7.根据权利要求1所述的一种超高压氮气储罐用锻件的制造方法，其特征在于，所述见光探伤的步骤包括：
【技术特征摘要】
1.一种超高压氮气储罐用锻件的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种超高压氮气储罐用锻件的制造方法，其特征在于，所述对锻圆至少进行两镦两拔的步骤包括：
3.根据权利要求2所述的一种超高压氮气储罐用锻件的制造方法，其特征在于，在第二火次中，所述拔长的步骤包括：
4.根据权利要求3所述的一种超高压氮气储罐用锻件的制造方法，其特征在于：所述拔长步骤总...
【专利技术属性】
技术研发人员：顾振宇，
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：
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