Sxq550d-z35固定導葉用鍛造厚板的制造方法
【專利摘要】本發明公開一種SXQ550D?Z35固定導葉用鍛造厚板的制造方法，通過合理控制化學成分、優化鍛造和調質熱處理工藝解決SXQ550D?Z35鋼存在低溫沖擊偏低、焊接延遲裂紋等質量問題。通過嚴格控制對淬透性和晶粒度有重大影響的化學成分碳、錳、鋁、鉻、鎳、釩、鉬的窄成分范圍，達到具有較高淬透性和細小晶粒的作用；嚴格執行冶煉工藝提高鋼的純凈度；通過采用水淬工藝及合理回火工藝，達到獲得細小晶粒的優良組織及力學性能的雙重目的。本發明優點在于：通過本制造方法，生產出完全達到技術要求的調質鍛件，解決了固定導葉用用SXQ550D?Z35厚板的低溫沖擊偏低、焊接延遲裂紋等質量問題。
【專利說明】
SXQ巧0D-Z35固定導葉用鍛造厚板的制造方法
技術領域
[0001] 本發明屬于金屬材料領域，具體設及一種SXQ550D-Z35固定導葉用鍛造厚板的制 造方法。
【背景技術】
[0002] SXQ550D-Z35鋼主要應用于峽工程"水輪機固定導葉用鋼，原為國外進口鋼板。 因調質SXQ550D-Z35固定導葉在焊接狀態下進行使用，鍛件調質后的機械性能不僅要求有 較高的強度，并且要求有較高的低溫沖擊初性，固定導葉用用SXQ550D-Z35厚板存在低溫沖 擊偏低、焊接延遲裂紋等質量問題。為確保產品的加工使用和安全運行，在提高材料力學性 能，特別是在提高低溫沖擊初性的前提下，必須改善材料的焊接性能，需要對材料碳當量 CEV進行調整，對鋼材的化學成分范圍嚴格控制、優化鍛造和調質工藝。對國內、外文獻檢索 均未查到相關鍛造和調質方面有價值的信息和相關研究工作。
【發明內容】
[0003] 本發明公開一種SXQ550D-Z35固定導葉用鍛造厚板的制造方法，通過合理的化學 成分控制、優化鍛造和調質熱處理工藝解決SXQ550D-Z35鋼存在低溫沖擊偏低、焊接延遲裂 紋等質量問題。
[0004] 為實現上述目的，本發明采用W下技術方案：
[0005] -、發明思路:化學成分設計的難點在于既要保證鋼材的強度、塑初性和晶粒度， 同時還要必須保證鋼的焊接性能。①嚴格控制對澤透性和晶粒度有重大影響的化學成分 碳、儘、侶、銘、儀、饑、鋼的窄成分范圍、嚴格執行冶煉工藝，保證鋼的純凈度，W避免鍛件焊 接后產生延遲裂紋，影響焊接后母材熱影響區的力學性能；②通過采用水澤工藝及合理回 火工藝，達到獲得細小晶粒的優良組織及良好力學性能的雙重目的。
[0006] 二、工藝路線:轉爐一 LF 一畑一鑄錠一臺車爐加熱一 3500快鍛機鍛造一正火加回 火^表面粗加工^超聲波探傷^調質熱處理。
[0007] 1、煉鋼工藝
[000引過)化學成分:SXQ550D-Z35鋼化學成分內控標準，見表1。
[0009] 表1 SXQ550D-Z35鋼化學成分
[0010]
[0011] 間轉爐工藝:配料選用優質廢鋼和鐵水，出鋼溫度：1620°C~1690°C，出鋼憐不大 于0.008 %，出鋼過程加侶錠150kg~200kg，加娃-儘合金750kg~950kg，嚴禁下氧化渣。
[001 ^ 間1。爐精煉工藝:全程采用碳粉+A1粉擴散脫氧，白渣保持時間不少于30min;出鋼 溫度不小于1620°C，S不大于0.004%。
[0013] (4)RH處理工藝:極限真空度不大于67化;極限真空保持時間不少于15min;解除真 空后弱吹氣時間不少于20min。
[0014] 間模鑄工藝:氣氣保護誘注，誘注溫度:1555 °C~1565 °C，鋼錠采用低溫紅轉。
[00巧]2、鍛造工藝
[0016] 鋼錠緩冷至200°C W下可W裝爐，加熱溫度1200°C~1220°C，保持化~lOh，鋼錠至 少進行二鐵二拔，開鍛溫度1050°C，保證切除量：鋼錠頭部不小于15%，鋼錠尾部不小于 5% ;中間巧加熱溫度：1180°C~1200°C，保溫時間大于化，終鍛溫度不小于850°C。
[0017] 3、調質工藝
[001引（1牌火工藝:將鍛件加熱到650°C±l(rC，保溫地~化，然后W不大于100°CA升溫 至|J920°C ± 10°C，均溫后保溫地，然后出爐水澤；
[0019] 間回火工藝:將鍛件加熱到300°C ± 50°C，保溫化，然后不大于30°C A升溫到600°C ±5°C，保溫25h，然后W不大于30°C A降溫到500°C出爐空冷。
[0020] 本發明的優點和創新點在于：
[0021] 1、提高純凈度
[0022] 為保證SXQ550D-Z35固定導葉鍛件力學性能，需要使用15噸W上的大錠型進行生 產，保證加工比，而大錠冶煉易存在夾雜問題，為提高鋼水純凈度，關鍵控制煉鋼工藝的W 下Ξ個環節：
[0023] (1)LF爐白渣時間不少于30min。
[0024] 間真空處理后，弱吹氣不少于20min，W不露鋼液面為準，使夾雜物和氣體充分上 浮。
[00巧]間誘注溫度:1555°C~1565Γ，合理控制誘注速度，采用氣氣保護誘注。
[00%]通過超聲波探傷檢驗，鍛件的超聲波檢驗完全滿足標準要求，證明本工藝完全滿 足標準要求。
[0027] 2、保證力學性能
[0028] 用戶對力學性能的要求如下：鍛件經澤火+回火調質處理后，在距縱和切端面各 100mm，并在1/2板厚和1/4厚度位置分別取樣檢驗鍛件的橫向力學性能，力學性能應符合表 2的規定。
[0029] 表2鍛件橫向力學性能
[0030]
[0031] 3、獨特的調質工藝
[0032] 鍛件通過采用合理的水澤工藝及回火工藝，達到獲得優良組織及力學性能，使鍛 件的力學性能及焊后母材熱影響區的力學性能均滿足標準要求。
[0033] 本發明有益效果在于:通過嚴格控制化學成分內控指標，關鍵控制煉鋼工藝，保證 鋼的澤透性，采用獨特的鍛造工藝及調質工藝，獲得細小晶粒的優良組織，使鍛件的力學性 能及焊后母材熱影響區的力學性能均滿足技術要求;解決了固定導葉用用SXQ550D-Z35厚 板的低溫沖擊偏低、焊接延遲裂紋等質量問題。
【附圖說明】
[0034] 下面結合附圖和【具體實施方式】對發明做詳細說明。
[00巧]圖1是SXQ550D-Z35鍛件調質熱處理曲線圖。
【具體實施方式】
[0036] 實施例1
[0037] 爐號：15103523053,鍛件成品規格:厚度280mmX寬度1605mm X長度2000mm，鍛比 12.3。
[003引工藝流程:轉爐一 LF 一 RH 一鑄錠一 3500快鍛機鍛造一正火加回火一表面粗加工一 超聲波探傷^調質熱處理。
[0039] 1、煉鋼工藝
[0040] (11化學成分:鋼的化學成分(烙煉分析)見表3。
[0041] 表3鋼的化學成分(烙煉分析）
[0042]
[0043] 間轉爐工藝：出鋼溫度：162rC，出鋼憐:0.008%，出鋼過程加侶錠180kg，加娃-儘 合金750kg，未下氧化渣；
[0044] 間LF精煉工藝:擴散脫氧加入碳粉40kg，白渣保持時間35min，出鋼溫度165TC， 硫:0.00!%;
[0045] (4)RH真空處理工藝:真空度不大于67化，保持時間15min，真
[0046] 空脫氣后弱吹氣20min;
[0047] 間誘注工藝:誘注溫度1565°C，誘注錠型15.24噸，氣氣保護0.6MPa。
[004引 2、鍛造工藝
[0049] 鋼錠加熱溫度1210±10°C，保溫lOh，鋼錠二次鐵拔，鋼錠頭部切除量15%，鋼錠尾 部切除量5.5% ;中間巧加熱溫度1190± 10°C，保溫時間為3.化，終鍛溫度870°C ± 10°C。 [0化0] 3、調質工藝
[00引](1牌火工藝：將鍛件加熱到650°C±l(rC，保溫地，然后W80°C/h升溫到920°C，均 溫后保溫地，然后出爐水澤。
[0化2] 間回火工藝：將鍛件加熱到300Γ ± 50Γ，保溫化，然后W30 Γ A升溫到600Γ，均 溫后保溫25h,然后W30 C/h降溫到500 C出爐至冷。
[0化3] 4、生產檢驗結果
[0054] 力學性能檢驗結果見表4
[0055] 表4力學性能檢驗結果
[0化6]
[0化7] 彎曲：合格 [005引超聲波探傷:合格 [0化9] 實施例2
[0060] 爐號：15104056390，鍛件成品規格:厚度280mmX寬度1605mmX長度2000mm，鍛比 12.3。
[0061 ] 工藝流程:轉爐一 LF 一 RH 一鑄錠一 3500快鍛機鍛造一正火加回火一表面粗加工一 超聲波探傷^調質熱處理。
[006^ 1、煉鋼工藝
[0063] (1)化學成分:鋼的化學成分(烙煉分析)見表5。
[0064] 表5鋼的化學成分(烙煉分析）
[00 化]
[0066] 間轉爐工藝：出鋼溫度：1680°C，出鋼憐:0.005%，出鋼過程加侶錠180kg，加娃-儘 合金800kg，未下氧化渣；
[0067] 間LF精煉工藝:擴散脫氧加入碳粉30kg，白渣保持時間38min，出鋼溫度1620°C， 硫:0.003% ;
[006引（4)RH真空處理工藝：真空度不大于67Pa，保持時間15min，真空脫氣后弱吹氣 20min；
[0069] 間誘注工藝:誘注溫度1555°C，誘注錠型18.24噸，氣氣保護0.6MPa。
[0070] 2、鍛造工藝
[0071 ] 鋼錠加熱1210 ± 10°C，保溫1化，鋼錠二次鐵拔，鋼錠頭部切除量16 %，鋼錠尾部切 除量5.5 % ;中間巧加熱1190 ± 1 (TC，保溫時間為3.化，終鍛溫度(880 ± 10rC。
[0072] 3、調質工藝
[007；3] (1牌火工藝：將鍛件加熱到650°C±l(rC，保溫地，然后W80°C/h升溫到920°C，均 溫后保溫地，然后出爐水澤。
[0074] 間回火工藝：將鍛件加熱到300°C ±50°C，保溫化，然后W30°C A升溫到600°C，均 溫后保溫25h，然后W30°CA降溫到500°C出爐空冷。
[00巧]4、生產檢驗結果
[0076] 力學性能檢驗結果見表6。
[0077] 表6力學性能檢驗結果 [007引
[0079] 彎曲：合格 [0080]超聲波探傷:合格。
【主權項】
1. 一種SXQ550D-Z35固定導葉用鍛造厚板的制造方法，其特征在 于，所述工藝路線：轉爐-LF-RH-鑄錠-臺車爐加熱-3500快鍛機鍛造-正火加回 火-表面粗加工-超聲波探傷-調質熱處理； 所述煉鋼工藝： 轉爐工藝:配料選用優質廢鋼和鐵水，出鋼溫度：1620°C~ 1690°C，出鋼磷不大于0.008%，出鋼過程加鋁錠180kg，加硅-錳合金750kg~800kg，嚴 禁下氧化渣； LF爐精煉工藝:全程采用碳粉+A1粉擴散脫氧，白渣保持時間 不少于30min;出鋼溫度不小于1620°C，S不大于0.004%; RH處理工藝:極限真空度不大于67Pa;極限真空保持時間不 少于15min;解除真空后弱吹氬時間不少于20min，以不露鋼液面為準，使夾雜物和氣體 充分上浮； ⑷澆注溫度：1555°C~1565°C，合理控制澆注速度，采用氬氣保護澆注； (5)模鑄工藝:氬氣保護澆注，澆注溫度：1555°C~1565°C，鋼錠采用低溫紅轉； 所述鍛造工藝： 鋼錠緩冷至200°C以下可以裝爐，加熱溫度1200°C~1220°C，保持8h~10h，鋼錠至少進 行二鐓二拔，開鍛溫度1050°C，保證切除量:鋼錠頭部不小于15%，鋼錠尾部不小于5%;中間 坯加熱溫度：1180°C~1200°C，保溫時間大于3h，終鍛溫度不小于850°C ; 所述調質工藝： ⑴淬火工藝:將鍛件加熱到6501：±1()°(：，保溫411~511，然 后以不大于l〇〇°C/h升溫到920°C±10°C，均溫后保溫4h，然后出爐水淬； ⑵回火工藝：將鍛件加熱到300 °C ± 50°C，保溫3h，然后不大于30 °C/h升溫到600 °C ± 5 °C，均溫后保溫25h，然后以不大于30 °C /h降溫到500 °C出爐空冷。2. 根據權利要求1所述SXQ550D-Z35固定導葉用鍛造厚板的制造方法，其特征在于， 所述煉鋼工藝： ⑴轉爐工藝：出鋼溫度：1621°C，出鋼磷:0.008%，出鋼過程加鋁錠180kg，加硅-錳合金 750kg，未下氧化渣； LF精煉工藝:擴散脫氧加入碳粉40kg，白渣保持時間35 min，出鋼溫度 1651°C，硫:0.001%; RH真空處理工藝:真空度不大于67Pa，保持時間15 min，真 空脫氣后弱吹氣20 min; ⑷澆注工藝:澆注溫度1565 °C，澆注錠型15.24噸，氬氣保護0.6MPa; 所述鍛造工藝 鋼錠加熱溫度1210 ± 10°C，保溫10h，鋼錠二次鐓拔，鋼錠頭部切除量15%，鋼錠尾部切 除量5.5%;中間坯加熱溫度1190 ± 10°C，保溫時間為3.5h，終鍛溫度870°C ± 10°C ; 所述調質工藝 ⑴淬火工藝：將鍛件加熱到650°C±10°C，保溫4h，然后以80°C/h升溫到920°C，均溫后 保溫4h，然后出爐水淬； ⑵回火工藝:將鍛件加熱到300°C±50°C，保溫3h，然后以30°C/h升溫到600°C，均溫后 保溫25h，然后以30 °C /h降溫到500 °C出爐空冷。3.根據權利要求1所述SXQ550D-Z35固定導葉用鍛造厚板的制造方法，其特征在于， 所述煉鋼工藝： ⑴轉爐工藝：出鋼溫度：1680°C，出鋼磷:0.005%，出鋼過程加鋁錠180kg，加硅-錳合金 800kg，未下氧化渣； ⑵LF精煉工藝:擴散脫氧加入碳粉30kg，白渣保持時間38 min，出鋼溫度 1620 °C，硫:0.003%; (3)RH真空處理工藝:真空度不大于67Pa，保持時間15 min，真 空脫氣后弱吹氣20 min; 澆注工藝:澆注溫度1555 °C，澆注錠型18.24噸，氬氣保護0.6MPa; 所述鍛造工藝 鋼錠加熱溫度1210 ± 10°C，保溫1 lh，鋼錠二次鐓拔，鋼錠頭部切除量16%，鋼錠尾部切 除量5.5%;中間坯加熱溫度1190 ± 10°C，保溫時間為3.5h，終鍛溫度880°C ± 10°C ; 所述調質工藝 ⑴淬火工藝：將鍛件加熱到650°C±10°C，保溫4h，然后以80°C/h升溫到920°C，均溫后 保溫4h，然后出爐水淬； ⑵回火工藝:將鍛件加熱到300°C±50°C，保溫3h，然后以30°C/h升溫到600°C，均溫后 保溫25h，然后以30 °C /h降溫到500 °C出爐空冷。
【文檔編號】C22C38/06GK106011619SQ201610396324
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月7日
【發明人】郝錫秀, 蔣大偉, 逯偉, 王洋, 劉波, 叢杰, 張志興, 陳洋, 張宇, 趙宇光, 相丞, 郭東旭, 劉作政, 陳長西, 喬兵, 呂學飛, 李忠之, 張穎, 蔣飛飛
【申請人】東北特鋼集團大連特殊鋼有限責任公司