專利名稱：不銹鋼耐熱鋼鍛件熱處理方法
技術領域：
本發明涉及金屬熱處理技術領域，尤其涉及不銹鋼耐熱鋼鍛件熱處理方法。
背景技術：
現有的用于600麗汽輪機的高溫部件噴嘴加強環，通常采用2CrllMoVNbN材料制成，其不銹鋼耐熱鋼鍛件熱處理工藝如圖1、2所示，包括淬火和回火的步驟，取樣的4個按這種工藝處理后的噴嘴加強環的性能如下表所示
編號RmReA5ZAkvHB晶粒度高溫持久1#100087516.553.018、 18、 22302-3085級18.5h2#100587515.553.021、 19、 15304-3065.5級17.6h3#99885616.554.022、 25、 19304-3105級16h4#102389014.551.516、 18、 19304-3114.5級21h可以看出，上述產品的機械性能都能滿足規定要求，但是高溫持久性能未到達規定值(試驗溫度649°C，試驗應力228MPa下，斷裂時間即高溫持久時間應大于等于25h)。
發明內容
有鑒于此，本發明的目的是提供一種不銹鋼耐熱鋼鍛件熱處理方法，可提高所加工的工件的高溫持久性能，特別適用于600麗汽輪機的高溫部件噴嘴加強環的熱處理加工。本發明的目的是通過以下技術方案來實現的不銹鋼耐熱鋼鍛件熱處理方法，所述不銹鋼耐熱鋼鍛件鋼材料為2CrI IMoVNbN，在調質處理前增加一道退火步驟，所述退火步驟中，將不銹鋼耐熱鋼鍛件以30-80°C /h的速度加熱到900-940°C并保溫7-9小時，然后隨爐冷卻到450-550°C后出爐空冷。進一步，所述退火步驟中，將不銹鋼耐熱鋼鍛件以30_80°C /h的速度加熱到 900-940°C并保溫8小時，然后隨爐冷卻到500°C后出爐空冷。進一步，所述調質處理包括淬火過程與回火過程。進一步，所述淬火過程如下將不銹鋼耐熱鋼鍛件以小于或等于450°C的溫度入爐；以100-150。。/h的速度加熱到650-700°C并保溫2. 5-3. 5小時；以100-150。。/h的速度加熱到1080-1100°C并保溫5. 5-7小時；油冷。進一步，所述油冷為油冷至不銹鋼耐熱鋼鍛件表面溫度為150-200°C。進一步，所述所述淬火過程中，不銹鋼耐熱鋼鍛件入爐后，以100_150°C /h的速度加熱到680°C并保溫3小時，然后以100-150°C /h的速度加熱到1090°C并保溫6小時。
進一步,所述回火過程如下將不銹鋼耐熱鋼鍛件以小于或等于250°C的溫度入爐；以80-120。。/h的速度加熱到320-380°C并保溫2. 5-3. 5小時；以80_120°C /h的速度加熱到650_660°C并保溫8-10小時；空冷。進一步，所述回火過程中將不銹鋼耐熱鋼鍛件入爐后，以80-120°C /h的速度加熱到350°C并保溫3小時；然后以80-120°C /h的速度加熱到655°C并保溫8小時。進一步，調質處理后還包括2次回火的步驟。進一步，所述2次回火的步驟如下將不銹鋼耐熱鋼鍛件以小于或等于250°C的溫度入爐；以80_120°C /h的速度加熱到320_380°C并保溫2. 5-3. 5小時；以80_120°C /h的速度加熱到650_660°C并保溫8-10小時；空冷。本發明的不銹鋼耐熱鋼鍛件熱處理方法，在進行調質前增加一道退火工藝，可改善不銹鋼耐熱鋼鍛件的原始組織細化晶粒度，為后續的調質步驟作準備，在后續調質過程中，通過工藝曲線控制，在保證產品強度的條件下，把晶粒度控制在2-4級，并可在調質后增加二次回火步驟，提高其高溫持久性能。本發明的其他優點、目標和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領域技術人員而言將是顯而易見的，或者可以從本發明的實踐中得到教導。本發明的目標和其他優點可以通過下面的說明書和權利要求書來實現和獲得。
圖I :常規熱處理工藝中淬火工藝曲線圖；圖2 :常規熱處理工藝中回火工藝曲線圖；圖3 :本發明不銹鋼耐熱鋼鍛件熱處理方法的工藝流程圖；圖4 :本發明不銹鋼耐熱鋼鍛件熱處理方法中退火處理的工藝曲線圖；圖5 :本發明不銹鋼耐熱鋼鍛件熱處理方法中淬火處理的工藝曲線圖；圖6 :本發明不銹鋼耐熱鋼鍛件熱處理方法中回火處理的工藝曲線圖。
具體實施例方式以下將對本發明的優選實施例進行詳細的描述。應當理解，優選實施例僅為了說明本發明，而不是為了限制本發明的保護范圍。不銹鋼耐熱鋼鍛件熱處理方法，所述不銹鋼耐熱鋼鍛件鋼材料為2CrllMoVNbN。參見圖3，本實施例的不銹鋼耐熱鋼鍛件熱處理方法，在調質處理前增加一道退火步驟，在調質處理后增加一道二次回火的步驟，參見圖4，所述退火步驟中，將不銹鋼耐熱鋼鍛件以30-80°C /h的速度加熱到900-940°C并保溫7-9小時，然后隨爐冷卻到450_550°C后出爐空冷，優選的，將不銹鋼耐熱鋼鍛件以30-80°C /h的速度加熱到900-940°C并保溫8小時，然后隨爐冷卻到500°C后出爐空冷。
所述調質處理包括淬火過程與回火過程。參見圖5，所述淬火過程如下將不銹鋼耐熱鋼鍛件以小于或等于450°C的溫度入爐；以100_150°C /h的速度加熱到650-700°C并保溫2. 5-3. 5小時；優選的，以 100-150。。/h的速度加熱到680°C并保溫3小時；以100_150°C /h的速度加熱到1080-1100°C并保溫5. 5-7小時；優選的，以 100-150。。/h的速度加熱到1090°C并保溫6小時；油冷至不銹鋼耐熱鋼鍛件表面溫度為150_200°C，并立即回火。參見圖6，所述回火過程與二次回火的步驟相同，如下將不銹鋼耐熱鋼鍛件以小于或等于250°C的溫度入爐；以80-120 V /h的速度加熱到320-380 V并保溫2. 5-3. 5小時；優選的，以 80-120°C /h的速度加熱到350°C并保溫3小時；以80-120°C /h的速度加熱到645-665°C并保溫8-10小時；優選的，以80_120°C / h的速度加熱到655°C并保溫10小時；空冷。實施例I所述退火步驟中，將不銹鋼耐熱鋼鍛件以30_35°C /h的速度加熱到900°C并保溫 7小時，然后隨爐冷卻到450°C后出爐空冷。所述調質處理包括淬火過程與回火過程。所述淬火過程如下將不銹鋼耐熱鋼鍛件以200°C的溫度入爐；以100-105°C /h的速度加熱到650°C并保溫2. 5小時；以100-105°C /h的速度加熱到1080°C并保溫6. 5小時；油冷至不銹鋼耐熱鋼鍛件表面溫度為150_155°C。所述回火過程如下將不銹鋼耐熱鋼鍛件以250°C的溫度入爐；以80-85°C /h的速度加熱到320°C并保溫2. 5小時；以80-85°C /h的速度加熱到645°C并保溫8小時；空冷。實施例2所述退火步驟中，將不銹鋼耐熱鋼鍛件以45_50°C /h的速度加熱到920°C并保溫 8小時，然后隨爐冷卻到500°C后出爐空冷。所述調質處理包括淬火過程與回火過程。所述淬火過程如下將不銹鋼耐熱鋼鍛件以450°C的溫度入爐；以125_130°C /h的速度加熱到680°C并保溫3小時；以125_130°C /h的速度加熱到1090°C并保溫6小時；油冷至不銹鋼耐熱鋼鍛件表面溫度為165_170°C。所述回火過程如下
將不銹鋼耐熱鋼鍛件以250°C的溫度入爐；以100-105°C /h的速度加熱到350°C并保溫3小時；以100-105°C /h的速度加熱到655°C并保溫10小時；空冷。在調制處理后進行二次回火，步驟如下將不銹鋼耐熱鋼鍛件以250°C的溫度入爐；以100-105°C /h的速度加熱到350°C并保溫3小時；以100-105°C /h的速度加熱到655°C并保溫10小時；空冷。實施例3所述退火步驟中，將不銹鋼耐熱鋼鍛件以70_80°C /h的速度加熱到940°C并保溫 9小時，然后隨爐冷卻到550°C后出爐空冷。所述調質處理包括淬火過程與回火過程。所述淬火過程如下將不銹鋼耐熱鋼鍛件以400°C的溫度入爐；以145_150°C /h的速度加熱到700°C并保溫3. 5小時；以145-150°C /h的速度加熱到1100°C并保溫5. 5小時；油冷至不銹鋼耐熱鋼鍛件表面溫度為195_200°C。所述回火過程如下將不銹鋼耐熱鋼鍛件以150°C的溫度入爐；以110-120。。/h的速度加熱到380°C并保溫3. 5小時；以110_120°C /h的速度加熱到665°C并保溫8. 5小時；空冷。在調制處理后進行二次回火，步驟如下將不銹鋼耐熱鋼鍛件以150°C的溫度入爐；以110-120。。/h的速度加熱到380°C并保溫3. 5小時；以110-120。。/h的速度加熱到665°C并保溫8. 5小時；空冷。取樣的3個按本實施例方法處理后的噴嘴加強環的性能如下表所示
權利要求
1.不銹鋼耐熱鋼鍛件熱處理方法，所述不銹鋼耐熱鋼鍛件鋼材料為2CrllMoVNbN， 其特征在于在調質處理前增加一道退火步驟，所述退火步驟中，將不銹鋼耐熱鋼鍛件以 30-800C /h的速度加熱到900-940°C并保溫7-9小時，然后隨爐冷卻到450_550°C后出爐空冷。
2.根據權利要求I所述的不銹鋼耐熱鋼鍛件熱處理方法，其特征在于所述退火步驟中，將不銹鋼耐熱鋼鍛件以30-80°C /h的速度加熱到900-940°C并保溫8小時，然后隨爐冷卻到500°C后出爐空冷。
3.根據權利要求2所述的不銹鋼耐熱鋼鍛件熱處理方法，其特征在于所述調質處理包括淬火過程與回火過程。
4.根據權利要求3所述的不銹鋼耐熱鋼鍛件熱處理方法，其特征在于所述淬火過程如下將不銹鋼耐熱鋼鍛件以小于或等于450°C的溫度入爐；以100-150。。/h的速度加熱到650-700°C并保溫2. 5-3. 5小時；以100-150。。/h的速度加熱到1080-1100°C并保溫5. 5-7小時；油冷。
5.根據權利要求4所述的不銹鋼耐熱鋼鍛件熱處理方法，其特征在于所述油冷為油冷至不銹鋼耐熱鋼鍛件表面溫度為150-200°C。
6.根據權利要求5所述的不銹鋼耐熱鋼鍛件熱處理方法，其特征在于所述所述淬火過程中，不銹鋼耐熱鋼鍛件入爐后，以100-150°C /h的速度加熱到680°C并保溫3小時，然后以100-150°C /h的速度加熱到1090°C并保溫6小時。
7.根據權利要求3-6中任一項所述的不銹鋼耐熱鋼鍛件熱處理方法，其特征在于所述回火過程如下將不銹鋼耐熱鋼鍛件以小于或等于250°C的溫度入爐；以80-120。。/h的速度加熱到320-380°C并保溫2. 5-3. 5小時；以80-120°C /h的速度加熱到650-660°C并保溫8_10小時；空冷。
8.根據權利要求7所述的不銹鋼耐熱鋼鍛件熱處理方法，其特征在于所述回火過程中將不銹鋼耐熱鋼鍛件入爐后，以80-120°C /h的速度加熱到350°C并保溫3小時；然后以 80-120°C /h的速度加熱到655°C并保溫8小時。
9.根據權利要求3所述的不銹鋼耐熱鋼鍛件熱處理方法，其特征在于調質處理后還包括2次回火的步驟。
10.根據權利要求9所述的不銹鋼耐熱鋼鍛件熱處理方法，其特征在于所述2次回火的步驟如下將不銹鋼耐熱鋼鍛件以小于或等于250°C的溫度入爐；以80-120。。/h的速度加熱到320-380°C并保溫2. 5-3. 5小時；以80-120°C /h的速度加熱到650-660°C并保溫8_10小時；空冷。
全文摘要
本發明涉及金屬熱處理技術領域，尤其涉及不銹鋼耐熱鋼鍛件熱處理方法，可提高所加工的工件的高溫持久性能，特別適用于600MW汽輪機的高溫部件噴嘴加強環的熱處理加工，本發明的方法在調質處理前增加一道退火步驟，所述退火步驟中，將不銹鋼耐熱鋼鍛件以30-80℃/h的速度加熱到900-940℃并保溫7-9小時，然后隨爐冷卻到450-550℃后出爐空冷。本發明的方法可改善不銹鋼耐熱鋼鍛件的原始組織細化晶粒度，為后續的調質步驟作準備，在后續調質過程中，通過工藝曲線控制，在保證產品強度的條件下，把晶粒度控制在2-4級，可以提高其高溫持久性能。
文檔編號C21D1/25GK102586550SQ20121004993
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月29日 優先權日2012年2月29日
發明者杜巧林 申請人:重慶宗學重工機械股份有限公司