2Cr11Mo1VNbN汽轮机叶片用钢锻件的锻造工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种2Cr11Mo1VNbN汽轮机叶片用钢锻件的锻造工艺，该锻造工艺包括：锻前加热时，控制入炉温度不超过600℃，低温升温速度不超过70℃/h，同时在650～750℃均、保温6～8小时，再以不超过100℃/h的升温速度升温至1190±10℃，在1190±10℃保温4～6小时后降温至1100±10℃，保温2～4小时出炉锻造；锻造时，利用精锻机采取A、B两夹爪横向拉打或推打锻造，上料后，夹持锭尾端，将冒口端指向B夹头。本发明专利技术的目的在于克服现有技术中生产的2Cr11Mo1VNbN汽轮机叶片用钢组织中δ‑铁素体含量高、锻造极易开裂并严重影响其强韧性的缺点而提供一种解决2Cr11Mo1VNbN汽轮机叶片用钢锻件开裂问题、满足其强韧性要求、减少了机加工余量且提高生产效率的2Cr11Mo1VNbN汽轮机叶片用钢锻件的锻造工艺。

Forging technology of steel forgings for 2Cr11Mo1VNbN turbine blade

The invention relates to the use of forged steel forgings for 2Cr11Mo1VNbN steam turbine blades, including the forging process: heating before forging, furnace temperature control does not exceed 600 degrees, low temperature heating rate does not exceed 70 degrees /h, while at 650 to 750 DEG C, holding for 6 to 8 hours, with not more than 100 DEG /h the heating speed of heating up to 1190 + 10 C, in 1190 + 10 DEG C for 4 to 6 hours after cooling to 1100 - 10 DEG C, holding 2 ~ 4 hours from forging; forging, forging machine using A, take B two claw hit or push pull horizontal forging, feeding, clamping spindle at the end, the riser to B chuck. The aim of the invention is to overcome the shortcomings of 2Cr11Mo1VNbN steam turbine blade production in the prior art cracking and seriously affect the strength and toughness of the steel in delta disadvantage ferrite content is high, easy to crack for forging steel forgings, a solution of 2Cr11Mo1VNbN steam turbine blades satisfy its toughness requirements, reduce machining allowance and improving the forging process of 2Cr11Mo1VNbN steel forgings for turbine blade production efficiency.

【技术实现步骤摘要】
2Cr11Mo1VNbN汽轮机叶片用钢锻件的锻造工艺
本专利技术涉及钢铁材料制造工艺控制领域，尤其涉及一种2Cr11Mo1VNbN汽轮机叶片用钢锻件的锻造工艺。
技术介绍
目前对于2Cr11Mo1VNbN汽轮机叶片用钢常规的生产方法是：按自由锻件加热通用技术要求Ⅲ组钢进行加热，采用油（水）压机锻造成型，不仅锻造余量大、锻造变形量、变形速度及变形温度很难精确控制，同时组织中δ-铁素体含量高，锻造极易开裂，并严重影响其强韧性，生产成本及废品率较高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术中生产的2Cr11Mo1VNbN汽轮机叶片用钢组织中δ-铁素体含量高、锻造极易开裂并严重影响其强韧性的缺点而提供一种解决2Cr11Mo1VNbN汽轮机叶片用钢锻件开裂问题、满足其强韧性要求、减少了机加工余量且提高生产效率的2Cr11Mo1VNbN汽轮机叶片用钢锻件的锻造工艺。为了实现上述目的，本专利技术采用如下的技术方案：一种2Cr11Mo1VNbN汽轮机叶片用钢锻件的锻造工艺，该锻造工艺包括：锻前加热时，控制入炉温度不超过600℃，并在该温度下保温3～5小时，低温升温速度不超过70℃/h，同时在650～750℃均、保温6～8小时，再以不超过100℃/h的升温速度升温至1190±10℃，在1190±10℃保温4～6小时后降温至1100±10℃，保温2～4小时出炉锻造；锻造时，充分利用精锻机的设备优势，采取A、B两夹爪横向拉打或推打锻造，上料后，夹持锭尾端，将冒口端指向B夹头。控制第一道次压下量为20mm，推打速度为2m/min，以改善锻件内部塑性。主变形锻造时严格控制每道次压下量为40mm，锻打速度不超过4m/min，确保锻件内部充分锻透并减少应力的产生。控制最后一道次拉打速度为1.5m/min，以保证锻件表面质量。为保持良好的锻造塑性及避免δ-铁素体的产生，整个锻造过程控制始锻温度为960～990℃，终锻温度为850～880℃。其中最优的锻造温度为860℃，控制最后一道次锻造时，始锻温度不超过920℃，最后一道次的终锻温度不超过870℃。本专利技术的技术方案产生的积极效果如下：本专利技术解决了2Cr11Mo1VNbN汽轮机叶片用钢锻件锻造过程中开裂、退火组织中δ-铁素体含量高、锻件强韧性差的技术难题，不仅使产品质量得到保证，而且该生产方法的机械加工余量小、生产效率高、降低了生产成本，同时锻件锻透性好，各部分的力学性能均匀且强韧性高，延长了使用寿命，生产工艺更加经济、科学。锻前加热时，根据该材料合金元素含量高、热传导率低、锻造塑性差的特点，为防止低温加热时产生温度应力及组织应力而开裂，控制入炉温度不超过600℃并在该温度下保温3～5小时，之后以不超过70℃/h的升温速度升温至650～750℃均、保温6～8小时，使电渣锭内外温度充分一致，避免因温度应力开裂，再以不超过100℃/h的升温速度升温至1190±10℃，为确保电渣锭充分热透并尽量减少或避免δ-铁素体的析出，在1190±10℃保温4～6小时后降温至1100±10℃，保温2～4小时出炉锻造。锻造过程按如下控制变形量，控制第一道压下量为20mm，主要目的是改善铸态组织、提高锻造塑性；主变形每道次压下量为40mm，控制拉打速度为4m/min，推打速度为2m/min，为保证锻件表面质量，控制最后一道次拉打速度为1.5m/min；同时，锻造过程中反复测温，整个锻造过程，保持锻造温度在850～990℃之间，其中860℃为最优温度；同时控制最后一道次锻造时，温度不超过920℃时方可开始锻造，这样既可确保锻件内部充分锻透，又可避免温升引起锻件内部产生大量δ-铁素体及产生应力引起锻造开裂。附图说明图1为本专利技术实施例的汽轮机叶片钢锻前加热规范曲线图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步阐述与说明。实施例一2Cr11Mo1VNbN汽轮机叶片用钢锻件的锻造工艺，以直径为φ125mm规格（锻坯尺寸为φ140mm）的2Cr11Mo1VNbN汽轮机叶片用钢锻件为例，进行分析。该规格叶片用钢锻前加热规范如图1，控制入炉温度不超过600℃并在该温度下保温3小时，之后以不超过70℃/h的升温速度升温至650～750℃均、保温6小时，再以不超过100℃/h的升温速度升温至1190±10℃并保温4小时后降温至1100±10℃，保温2小时出炉锻造；锻造过程控制变形量、变形速度及变形温度，确保均匀变形，避免组织及温度应力。其工艺路线为：电炉冶炼+真空精炼→电渣重熔→精锻机锻造成型→退火→校直→理化检测、检验→机加至成品→检测、检验→包装→交货。所用材质为2Cr11Mo1VNbN钢，电渣锭为我公司自己生产。具体生产流程为：电炉冶炼+真空精炼→电渣重熔→加热→精锻机锻造成形→锻后退火→表面检验、理化检测（低倍、非金属夹杂、晶粒度、力学性能（一拉三冲、持久试验）、δ-铁素体含量、超声波探伤）、下料→机加工→磁粉检测、尺寸检验→交货。锻造所用设备为SXP-65型精锻机，充分利用SXP-65精锻机的设备优势，根据锻造工艺编制的锻造程序，采取A、B两夹爪夹紧后横向拉打或推打，将坯料锻至预先设计的外形尺寸。锻造结束后进行锻后正回火、校直、检验、超声波探伤、下料、机加工、磁粉检测、调质处理等工作，最终生产出满足高质量要求的汽轮机叶片用钢锻件，使各项力学性能指标达到：抗拉强度Rm≥965N/mm2，屈服强度Rp0.2≥690N/mm2，断后伸长率δ5≥15%，断面收缩率Z≥45%，冲击吸收功Akv2≥11J，在649℃下进行高温试验，在228Mpa力作用下，断裂时间不短于25小时。精锻机锻造时，控制各道次变形尺寸依次为φ480mm-φ460mm-φ420mm-φ380mm-φ340mm-φ300mm-φ260mm-φ220mm-φ180mm-φ140mm。锻造过程中拉打、推打交替进行，并控制拉打速度为4m/min，推打速度为2m/min，为保证锻件表面质量，控制最后一道次拉打速度为1.5m/min，整个锻造过程，保持锻造温度在850～990℃之间，其中860℃为最优温度，同时控制最后一道次锻造时，温度不超过920℃时方可开始锻造。实施例二2Cr11Mo1VNbN汽轮机叶片用钢锻件的锻造工艺，以直径为φ185mm规格（锻坯尺寸为φ200mm）的2Cr11Mo1VNbN汽轮机叶片用钢锻件为例，进行分析。控制该规格叶片用钢锻前加热为：入炉温度不超过600℃并在该温度下保温5小时，之后以不超过70℃/h的升温速度升温至650～750℃均、保温8小时，再以不超过100℃/h的升温速度升温至1190±10℃并保温6小时后降温至1100±10℃，保温4小时出炉锻造；锻造过程控制变形量、变形速度及变形温度，确保均匀变形，避免组织及温度应力。具体生产流程为：电炉冶炼+真空精炼→电渣重熔→加热→精锻机锻造成形→锻后退火→表面检验、理化检测（低倍、非金属夹杂、晶粒度、力学性能（一拉三冲、持久试验）、δ-铁素体含量、超声波探伤）、下料→机加工→磁粉检测、尺寸检验→交货。锻造所用设备为SXP-65型精锻机，充分利用SXP-65精锻机的设备优势，根据锻造工艺编制的锻造程序，采取A、B两夹爪夹紧后横向拉打或推打，将坯料锻至预先设计的外形尺寸。锻造本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种2Cr11Mo1VNbN汽轮机叶片用钢锻件的锻造工艺，其特征在于：该锻造工艺包括：锻前加热时，控制入炉温度不超过600℃，并在该温度下保温3～5小时，低温升温速度不超过70℃/h，同时在650～750℃均、保温6～8小时，再以不超过100℃/h的升温速度升温至1190±10℃，在1190±10℃保温4～6小时后降温至1100±10℃，保温2～4小时出炉锻造；锻造时，充分利用精锻机的设备优势，采取两夹爪横向拉打或推打锻造。

【技术特征摘要】
1.一种2Cr11Mo1VNbN汽轮机叶片用钢锻件的锻造工艺，其特征在于：该锻造工艺包括：锻前加热时，控制入炉温度不超过600℃，并在该温度下保温3～5小时，低温升温速度不超过70℃/h，同时在650～750℃均、保温6～8小时，再以不超过100℃/h的升温速度升温至1190±10℃，在1190±10℃保温4～6小时后降温至1100±10℃，保温2～4小时出炉锻造；锻造时，充分利用精锻机的设备优势，采取两夹爪横向拉打或推打锻造。2.根据权利要求1所述的2Cr11Mo1VNbN汽轮机叶片用钢锻件的锻造工艺，其特征在于：控制第一道次压下量为20mm，推打速度为2m/min，以改善锻件内部塑性。3.根据权利要求1所述的2Cr11Mo1VNbN汽轮机叶片用钢锻件的锻造工艺，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶玉娟，高全德，孟祥顺，赵东，
申请(专利权)人：中原特钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41