【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及金属材料，尤其涉及一种厚壁锻焊结构加氢反应器抗蠕变主体锻件及制造方法。
技术介绍
1、加氢反应器作为石油炼化的主反应装置，是石油炼化设备的关键部件，其制造工艺质量决定着石化行业的技术水平，决定着行业在国际上的地位。
2、目前以2.25cr-1mo-0.25v作为母材的加氢反应器加钒钢已在国内外大量应用。asme标准及技术性文件已经将高温性能研究纳入了强制性条款，要求焊接接头在705℃×8h模拟焊后热处理后，540℃，210mpa条件下持久断裂时间不低于900小时。近年来，石化容器向着大型化、介质苛刻化，服役温度极端化方向发展，这对石化容器材料的淬透性、持久性以及高温下持久断裂时间等提出了更高的要求。
3、目前，国内大部分厂家通过加大壁厚，提高加氢反应器主体材料2.25cr-1mo-0.25v的高温持久性能安全冗余，但也容易造成淬透性不足，并且增加生产成本，给制造带来困难。
技术实现思路
1、鉴于上述的分析，本专利技术实施例旨在提供一种厚壁锻焊结构加氢反应器抗蠕变主体锻件及制造方法，用以解决现有加氢反应器主体锻件高温持久性能及淬透性不足的问题。
2、一方面，本专利技术实施例提供了一种厚壁锻焊结构加氢反应器抗蠕变主体锻件，所述锻件材料的化学成分及质量百分含量为：c：0.14％～0.16％，si：≤0.1％，mn：0.3％～0.6％，p≤0.005％，s≤0.002％，cr：1.90％～2.20％，mo：0.9％～1.1％，ni：≤0.2
3、优选地，所述锻件材料的化学成分及质量百分含量为：c：0.14％～0.16％，si：≤0.1％，mn：0.3％～0.6％，p≤0.005％，s≤0.002％，cr：1.90％～2.20％，mo：0.9％～1.1％，ni：≤0.2％，cu：≤0.2％，nb：≤0.05％，v：0.25％～0.32％，ti≤0.03％，al≤0.04％，b：0.0015％～0.0025％，sb≤0.004％，sn≤0.01％，as≤0.01％，o≤0.003％，n≤0.007％，h≤0.0001％，其余成分为fe和不可避免的杂质。
4、另一方面，本专利技术实施例提供了一种厚壁锻焊结构加氢反应器抗蠕变主体锻件的制备方法，用于制备所述的锻件，包括钢锭冶炼-锻造-锻后热处理-性能热处理。
5、具体地，所述冶炼工艺包括碱性电炉粗炼+真空碳脱氧精炼+真空浇注铸锭。
6、需要说明的是，所述碱性电炉粗炼后，出钢时要求残余元素满足p≤0.001％，s≤0.01％，回火脆化敏感性系数j＝(si+mn)×(p+sn)×104≤60，p+sn≤0.012％，元素以质量百分数带入。
7、进一步地，所述锻造过程采用镦粗、拔长和扩孔相结合的锻造工艺。
8、优选地，所述锻造过程镦粗比与拔长比的比值范围为0.92～1.08，主截面锻造比＞3.5。
9、需要说明的是，锻造过程严格控制始锻温度，始锻温度控制在1200～1250℃，终锻温度不低于850℃。
10、进一步地，所述锻后热处理采用920～960℃退火。
11、进一步地，所述性能热处理采用960～980℃淬火，680～720℃回火。
12、具体地，所述性能热处理过程淬火采用水淬，水温不高于18℃。
13、与现有技术相比，本专利技术至少可实现如下有益效果之一：
14、1、本专利技术优化了抗蠕变主体锻件材料成分，在保持碳含量不变的情况下，通过提高v含量，增加mx碳化物数量，增加对位错的“钉扎”作用，保持长时间蠕变持久性能不下降；在技术规范内适当降低cr含量，降低大颗粒碳化物数量，减轻其对蠕变持久性能的损害；对cr和v元素含量优化后，添加b元素，并保持较高的b元素含量，实现显著提升锻件蠕变持久性能、增强厚壁锻件的淬透性的同时，几乎不影响锻件的常规力学性能。
15、2、本专利技术对钢锭采用碱性电炉冶炼+真空碳脱氧精炼+真空浇注的冶炼工艺；通过冶炼过程严格控制炉料的成分，采用含有s、p有害元素和as、sn、sb等低的优质生铁和废钢作为冶炼材料，控制杂质元素含量，降低回火脆性敏感系数；通过在碱性电炉粗炼过程中采用高碱度渣进行脱p、脱s，保证j＝(si+mn)×(p+sn)×104≤60，p+sn≤0.012％，有效防止有害元素长时间蠕变持久过程中在晶界的偏聚以及形成低熔点化合物；通过真空碳脱氧精炼，利用碳氧反应，进一步降低钢中的o、n、h含量，利用良好的还原渣，将s含量降到最低，并进一步脱p；运用真空浇注，通过真空下氧-碳反应，进一步降低钢水中的氧含量、氢含量和夹杂物，进一步净化钢水，有效降低气体含量，减少夹杂物数量，减少气孔和夹杂等缺陷的形成，消除高温下应力集中的源头，有利于高温蠕变持久性能提升。
16、3、本专利技术采用镦粗、拔长和扩孔相结合的锻造工艺，通过扩孔去除大型钢锭中心偏析及富集夹杂物；控制主截面锻造比＞3.5，采用大变形量以及严格的始、终锻温度控制以获得均匀细小组织，有效提升主体锻件蠕变持久性能。
17、4、本专利技术采用锻后热处理与性能热处理相结合的工艺，其中锻后热处理采用退火工艺缓冷，有利于奥氏体组织充分转变，从而细化晶粒；性能热处理确定合理的加热温度，加大冷却速度，提高淬透性，获得更多的上贝氏体，对提升蠕变持久性能有利。
18、5、采用本专利技术合金化学成分及制备方法获得的锻件在705℃×32h模拟焊后热处理后，540℃，210mpa条件下持久断裂时间≥900hr。
19、本专利技术中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
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1.一种厚壁锻焊结构加氢反应器抗蠕变主体锻件，其特征在于，所述锻件材料的化学成分及质量百分含量为：C：0.14％～0.16％，Si：≤0.1％，Mn：0.3％～0.6％，P≤0.005％，S≤0.002％，Cr：1.90％～2.20％，Mo：0.9％～1.1％，Ni：≤0.2％，Cu：≤0.2％，Nb：≤0.05％，V：0.25％～0.35％，Ti≤0.03％，Al≤0.04％，B：0.0010％～0.0025％，Sb≤0.004％，Sn≤0.01％，As≤0.01％，O≤0.003％，N≤0.007％，H≤0.0001％，其余成分为Fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的锻件，其特征在于，所述锻件材料的化学成分及质量百分含量为：C：0.14％～0.16％，Si：≤0.1％，Mn：0.3％～0.6％，P≤0.005％，S≤0.002％，Cr：1.90％～2.20％，Mo：0.9％～1.1％，Ni：≤0.2％，Cu：≤0.2％，Nb：≤0.05％，V：0.25％～0.32％，Ti≤0.03％，Al≤0.04％，B：0.0015％～0.0025％，Sb≤0.004
3.一种厚壁锻焊结构加氢反应器抗蠕变主体锻件的制备方法，用于制备权利要求1或2所述的锻件，其特征在于，包括钢锭冶炼-锻造-锻后热处理-性能热处理。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述冶炼工艺包括碱性电炉粗炼+真空碳脱氧精炼+真空浇注铸锭。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述碱性电炉粗炼后，出钢时要求残余元素满足P≤0.001％，S≤0.01％，回火脆化敏感性系数J＝(Si+Mn)×(P+Sn)×104≤60，P+Sn≤0.012％，元素以质量百分数带入。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述锻造过程采用镦粗、拔长和扩孔相结合的锻造工艺，镦粗比与拔长比的比值范围为0.92～1.08，主截面锻造比＞3.5。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，锻造过程严格控制始锻温度，始锻温度控制在1200～1250℃，终锻温度不低于850℃。
8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述锻后热处理采用920～960℃退火。
9.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述性能热处理采用960～980℃淬火，680～720℃回火。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述性能热处理过程淬火采用水淬，水温不高于18℃。
...【技术特征摘要】
1.一种厚壁锻焊结构加氢反应器抗蠕变主体锻件，其特征在于，所述锻件材料的化学成分及质量百分含量为：c：0.14％～0.16％，si：≤0.1％，mn：0.3％～0.6％，p≤0.005％，s≤0.002％，cr：1.90％～2.20％，mo：0.9％～1.1％，ni：≤0.2％，cu：≤0.2％，nb：≤0.05％，v：0.25％～0.35％，ti≤0.03％，al≤0.04％，b：0.0010％～0.0025％，sb≤0.004％，sn≤0.01％，as≤0.01％，o≤0.003％，n≤0.007％，h≤0.0001％，其余成分为fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的锻件，其特征在于，所述锻件材料的化学成分及质量百分含量为：c：0.14％～0.16％，si：≤0.1％，mn：0.3％～0.6％，p≤0.005％，s≤0.002％，cr：1.90％～2.20％，mo：0.9％～1.1％，ni：≤0.2％，cu：≤0.2％，nb：≤0.05％，v：0.25％～0.32％，ti≤0.03％，al≤0.04％，b：0.0015％～0.0025％，sb≤0.004％，sn≤0.01％，as≤0.01％，o≤0.003％，n≤0.007％，h≤0.0001％，其余成分为fe和不可避免的杂质。
3.一种厚壁锻焊结...
【专利技术属性】
技术研发人员：段修刚，张心金，张文辉，任利国，
申请(专利权)人：天津重型装备工程研究有限公司，
类型：发明
国别省市：
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