【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及合金结构钢热处理的，具体为抗冷脆crnimo材料汽轮机叶轮锻件的加工方法。
技术介绍
1、在我国jb/t 1266-2014标准《25mw～200mw汽轮机轮盘及叶轮锻件技术条件》中，叶轮锻件所使用的材料牌号是30cr2ni4mov，叶轮锻件抗冷脆性能，是用韧脆转变温度fatt50来表征的，所对应韧脆转变温度fatt50≤-30℃，fatt50是表征抗冲击性能的指标，金属材料如果在整个通常预设的温度区间内，进行各个温度下(比如每隔20℃测试一组冲击)一系列冲击试验，那么，随着温度的下降，冲击试样断口面上，结晶状断面所占的比例会增加，即材料的韧性不断降低，fatt50就是指冲击试样断口面上，结晶状断面占面积50％时的温度，称为韧脆转变温度，作为fatt50定义的示例，测试结果fatt50＝-56℃见表1。
2、
3、表1fatt50定义的示例
4、伴随着汽轮机工作环境的不断变化，其对汽轮机叶轮锻件提出的抗冷脆要求是fatt50≤-70℃，远远高于jb/t 1266-2014标准的fatt50≤-30℃，为此，急需研发出一款抗冷脆crnimo材料汽轮机叶轮锻件。
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术提供了抗冷脆crnimo材料汽轮机叶轮锻件的加工方法，其获得了一种抗冷脆crnimo材料，并将该该材料经过锻造处理得到汽轮机叶轮锻件，使得锻件抗冷脆要求fatt50≤-70℃，用于制造性能更好的汽轮机叶轮。
2、抗冷脆crn
3、s1；通过精炼获得抗冷脆27cr2ni3mov材料所对应的钢锭；
4、s2、将钢锭制作形成抗冷脆crnimo材料汽轮机叶轮锻件；
5、步骤s2的加工步骤如下：
6、s21、钢锭加热；
7、s22、开圆坯
8、s23、退火
9、s24、锯切下料
10、s25、块料加热
11、s26、锻造
12、s27、正火回火
13、s28、粗车，用于去掉表面缺陷；
14、s29、ut，提前验证内部缺陷，不得超标；
15、s210、调质
16、s211、性能检测
17、s212、机加工。
18、其进一步特征在于：
19、其中抗冷脆crnimo材料汽轮机叶轮锻件为抗冷脆27cr2ni3mov材料汽轮机叶轮锻件，其各元素最终质量百分比如下，碳c：0.25％～0.29％、硅si：≤0.30％、锰mn：0.50％～0.75％、铬cr：1.50％～1.80％、镍ni：2.50％～3.50％、钼mo：0.30％～0.60％、钒v:0.08％～0.15％、铜cu：≤0.15％、磷p：≤0.010％、硫s：≤0.005％、砷as：≤0.012％、锡sn：≤0.012％、锑sb：≤0.003％、铅pb：≤0.010％、铋bi：≤0.010％、钙ca：≤0.010％、h≤2ppm、o≤35ppm、n≤90ppm，其余为铁fe；
20、所获得的抗冷脆27cr2ni3mov材料汽轮机叶轮锻件的力学性能如下：抗拉强度rm的范围为900-1050mpa，屈服强度rel的范围为≥760mpa，断后伸长率a的范围为≥13％，断面收缩率ψ范围为≥40％,20℃夏比冲击试验kv2吸收功≥60j、fatt50≤-70℃。
21、其更进一步特征在于：
22、步骤s21中钢锭加热时，其装炉温度≤600℃，升温速度≤120℃/小时，加热至1230℃保温，保温时间按钢锭平均厚度计算，保温时间＝(120分+30分/100mm厚度)±30分，即在120分的基础上，厚度每增加100mm、总时长增加30分，保温时间的波动为±30分；
23、步骤s23中退火时，在620-680℃下保持时间为(120分+40分/100mm厚度)±30分，随炉冷却至≤400℃，出炉空冷，保持时间为在120分的基础上，厚度每增加100mm、总时长增加40分，且保持时间的波动为±30分；
24、步骤s25块料加热时，装炉温度≤600℃，升温速度≤120℃/小时，加热至1230℃保温，保温时间按平均厚度计算，保温时间＝(120分+30分/100mm厚度)±30分，即保持时间为在120分的基础上，厚度每增加100mm、总时长增加30分，且保持时间的波动为±30分；
25、步骤s26锻造的具体流程为镦粗→拔长→镦粗→旋转压→滚圆→成形，总镦粗锻比≥4:1，总拔长锻比≥5:1，锻造最后一个道次锻比≥临界变形程度的2.5倍，锻比设为2.5～3.5，终锻温度≥800℃，锻后空冷至500-250℃，入炉正火；
26、步骤s27正火回火时，正火在860-960℃下保持时间(120分+40分/100mm厚度)±30分，即保持时间为在120分的基础上，厚度每增加100mm、总时长增加40分，且保持时间的波动为±30分，之后出炉空冷至350-200℃，入炉回火，回火在600-680℃下保持时间(120分+100分/100mm厚度)±30分，即保持时间为在120分的基础上，厚度每增加100mm、总时长增加100分，且保持时间的波动为±30分，之后出炉空冷至室温；
27、步骤s210调质，调质热处理过程时叶轮锻件采取竖装方式，采用先水后淬火液的双液淬火，淬火时，装炉温度≤600℃，升温速度≤80℃/小时，加热至820-900℃保温，保温时间按平均厚度计算，保温时间＝(120分+30分/100mm厚度)±30分，即保温时间为在120分的基础上，厚度每增加100mm、总时长增加30分，且保温时间的波动为±30分，之后出炉淬火，锻件出炉100秒内要进入水中淬火，水冷至表面≤500℃后立即将锻件转入淬火液中冷却，直至250-150℃时，出淬火液，进入回火炉，回火时，升温速度≤80℃/小时，加热至620-660℃保温，保温时间按平均厚度计算，保温时间＝(120分+100分/100mm厚度)±30分，即保温时间为在120分的基础上，厚度每增加100mm、总时长增加100分，且保温时间的波动为±30分，之后出炉空冷至室温。
28、采用上述技术方案后，通过制定合理的钢锭母材成分匹配，提高材料的马氏体强韧化能力、提高抗回火脆性能力，获得抗冷脆27cr2ni3mov材料，之后将抗冷脆27cr2ni3mov材料所对应的钢锭通过钢锭加热→开圆坯→退火→锯切下料→块料加热→锻造→正火回火→粗车→ut→调质→性能检测→机加工的工艺获得抗冷脆crnimo材料汽轮机叶轮锻件，提升锻件抗冷脆性能，韧脆转变温度fatt50≤-70℃，其获得了一种抗冷脆crnimo材料，并将该材料经过锻造处理得到汽轮机叶轮锻件，使得锻件抗冷脆要求fatt50≤-70℃，用于制造性能更好的汽轮机叶轮。
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1.抗冷脆CrNiMo材料汽轮机叶轮锻件的加工方法，其特征在于，其包括：
2.根据权利要求1所述的抗冷脆CrNiMo材料汽轮机叶轮锻件的加工方法，其特征在于：其中抗冷脆CrNiMo材料汽轮机叶轮锻件为抗冷脆27Cr2Ni3MoV材料汽轮机叶轮锻件，其各元素最终质量百分比如下，碳C：0.25％～0.29％、硅Si：≤0.30％、锰Mn：0.50％～0.75％、铬Cr：1.50％～1.80％、镍Ni：2.50％～3.50％、钼Mo：0.30％～0.60％、钒V:0.08％～0.15％、铜Cu：≤0.15％、磷P：≤0.010％、硫S：≤0.005％、砷As：≤0.012％、锡Sn：≤0.012％、锑Sb：≤0.003％、铅Pb：≤0.010％、铋Bi：≤0.010％、钙Ca：≤0.010％、H≤2ppm、O≤35ppm、N≤90ppm，其余为铁Fe。
3.根据权利要求2所述的抗冷脆CrNiMo材料汽轮机叶轮锻件的加工方法，其特征在于：所获得的抗冷脆27Cr2Ni3MoV材料汽轮机叶轮锻件的力学性能如下：抗拉强度Rm的范围为900-1050Mpa，屈服强度Rel
4.根据权利要求1所述的抗冷脆CrNiMo材料汽轮机叶轮锻件的加工方法，其特征在于：步骤S21中钢锭加热时，其装炉温度≤600℃，升温速度≤120℃/小时，加热至1230℃保温，保温时间按钢锭平均厚度计算，保温时间＝(120分+30分/100mm厚度)±30分，即在120分的基础上，厚度每增加100mm、总时长增加30分，保温时间的波动为±30分。
5.根据权利要求1所述的抗冷脆CrNiMo材料汽轮机叶轮锻件的加工方法，其特征在于：步骤S23中退火时，在620-680℃下保持时间为(120分+40分/100mm厚度)±30分，随炉冷却至≤400℃，出炉空冷，保持时间为在120分的基础上，厚度每增加100mm、总时长增加40分，且保持时间的波动为±30分。
6.根据权利要求1所述的抗冷脆CrNiMo材料汽轮机叶轮锻件的加工方法，其特征在于：步骤S25块料加热时，装炉温度≤600℃，升温速度≤120℃/小时，加热至1230℃保温，保温时间按平均厚度计算，保温时间＝(120分+30分/100mm厚度)±30分，即保持时间为在120分的基础上，厚度每增加100mm、总时长增加30分，且保持时间的波动为±30分。
7.根据权利要求1所述的抗冷脆CrNiMo材料汽轮机叶轮锻件的加工方法，其特征在于：步骤S26锻造的具体流程为镦粗→拔长→镦粗→旋转压→滚圆→成形，总镦粗锻比≥4:1，总拔长锻比≥5:1，锻造最后一个道次锻比≥临界变形程度的2.5倍，锻比设为2.5～3.5，终锻温度≥800℃，锻后空冷至500-250℃，入炉正火。
8.根据权利要求1所述的抗冷脆CrNiMo材料汽轮机叶轮锻件的加工方法，其特征在于：步骤S27正火回火时，正火在860-960℃下保持时间(120分+40分/100mm厚度)±30分，即保持时间为在120分的基础上，厚度每增加100mm、总时长增加40分，且保持时间的波动为±30分，之后出炉空冷至350-200℃，入炉回火，回火在600-680℃下保持时间(120分+100分/100mm厚度)±30分，即保持时间为在120分的基础上，厚度每增加100mm、总时长增加100分，且保持时间的波动为±30分，之后出炉空冷至室温。
9.根据权利要求1所述的抗冷脆CrNiMo材料汽轮机叶轮锻件的加工方法，其特征在于：步骤S210调质，调质热处理过程时叶轮锻件采取竖装方式，采用先水后淬火液的双液淬火，淬火时，装炉温度≤600℃，升温速度≤80℃/小时，加热至820-900℃保温，保温时间按平均厚度计算，保温时间＝(120分+30分/100mm厚度)±30分，即保温时间为在120分的基础上，厚度每增加100mm、总时长增加30分，且保温时间的波动为±30分，之后出炉淬火，锻件出炉100秒内要进入水中淬火，水冷至表面≤500℃后立即将锻件转入淬火液中冷却，直至250-150℃时，出淬火液，进入回火炉，回火时，升温速度≤80℃/小时，加热至620-660℃保温，保温时间按平均厚度计算，保温时间＝(120分+100分/100mm厚度)±30分，即保温时间为在120分的基础上，厚度每增加100mm、总时长增加100分，且保温时间的波动为±30分，之后出炉空冷至室温。
...【技术特征摘要】
1.抗冷脆crnimo材料汽轮机叶轮锻件的加工方法，其特征在于，其包括：
2.根据权利要求1所述的抗冷脆crnimo材料汽轮机叶轮锻件的加工方法，其特征在于：其中抗冷脆crnimo材料汽轮机叶轮锻件为抗冷脆27cr2ni3mov材料汽轮机叶轮锻件，其各元素最终质量百分比如下，碳c：0.25％～0.29％、硅si：≤0.30％、锰mn：0.50％～0.75％、铬cr：1.50％～1.80％、镍ni：2.50％～3.50％、钼mo：0.30％～0.60％、钒v:0.08％～0.15％、铜cu：≤0.15％、磷p：≤0.010％、硫s：≤0.005％、砷as：≤0.012％、锡sn：≤0.012％、锑sb：≤0.003％、铅pb：≤0.010％、铋bi：≤0.010％、钙ca：≤0.010％、h≤2ppm、o≤35ppm、n≤90ppm，其余为铁fe。
3.根据权利要求2所述的抗冷脆crnimo材料汽轮机叶轮锻件的加工方法，其特征在于：所获得的抗冷脆27cr2ni3mov材料汽轮机叶轮锻件的力学性能如下：抗拉强度rm的范围为900-1050mpa，屈服强度rel的范围为≥760mpa，断后伸长率a的范围为≥13％，断面收缩率ψ范围为≥40％,20℃夏比冲击试验kv2吸收功≥60j、fatt50≤-70℃。
4.根据权利要求1所述的抗冷脆crnimo材料汽轮机叶轮锻件的加工方法，其特征在于：步骤s21中钢锭加热时，其装炉温度≤600℃，升温速度≤120℃/小时，加热至1230℃保温，保温时间按钢锭平均厚度计算，保温时间＝(120分+30分/100mm厚度)±30分，即在120分的基础上，厚度每增加100mm、总时长增加30分，保温时间的波动为±30分。
5.根据权利要求1所述的抗冷脆crnimo材料汽轮机叶轮锻件的加工方法，其特征在于：步骤s23中退火时，在620-680℃下保持时间为(120分+40分/100mm厚度)±30分，随炉冷却至≤400℃，出炉空冷，保持时间为在120分的基础上，厚度每增加100mm、总时长增加40分，且保持时间的波动为±30分。
6.根据权利要求1所述的抗冷脆crnimo材料汽轮机叶轮锻件的加工方法，其特征在于：步骤s25块料加热时，装炉温度≤6...
【专利技术属性】
技术研发人员：张瑞庆，杜光远，马晗珺，
申请(专利权)人：无锡宏达重工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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