1Cr14Mn14Ni不鏽鋼環形件的鍛造成形方法
2023-10-10 10:22:24 1
1Cr14Mn14Ni不鏽鋼環形件的鍛造成形方法
【專利摘要】本發明公開了一種1Cr14Mn14Ni不鏽鋼環形件的鍛造成形方法，其步驟為：將該不鏽鋼鑄錠加熱至1150～1180℃，經三鐓三拔、變形量大於70％的開坯鍛造後，得到鍛態的該不鏽鋼坯料；再將該不鏽鋼加熱至750～770℃保溫30min後，降溫至660～690℃，保溫30min進行熱處理；再將該不鏽鋼坯料加熱至960～980℃鍛造成形；利用鍛造餘熱對其進行淬火，再對其進行回火，並採用快冷和緩冷結合的回火冷卻方式，進行鍛後熱處理。該方法能使1Cr14Mn14Ni不鏽鋼鍛件獲得細小、均勻及高位錯密度的奧氏體組織，從而獲得良好的力學性能、耐蝕性、冷加工性和韌性。從而使1Cr14Mn14Ni不鏽鋼環形件能夠代替高溫合金、鈦合金等貴重金屬材料製造高強度的耐腐蝕的壓氣機機匣等零部件。
【專利說明】1Cr14Mn14Ni不鏽鋼環形件的鍛造成形方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及不鏽鋼的鍛造成形方法，特別是涉及了一種lCrl4Mnl4Ni不鏽鋼環形件的鍛造成形方法。
【背景技術】
[0002]lCrl4Mnl4Ni不鏽鋼是一種經濟型的奧氏體不鏽鋼，具有良好的耐大氣腐蝕性能和低溫力學性能，可用於代替高溫合金、鈦合金等貴重的金屬材料製造高強度的耐腐蝕的壓氣機機匣等零部件。目前對lCrl4Mnl4Ni不鏽鋼的鍛造，主要是考慮鑄態組織的充分破碎和鍛件的鍛透性要求，通常lCrl4Mnl4Ni不鏽鋼鍛件的晶粒度只能達到I?3級，而且混晶現象非常嚴重，達不到使用要求。
【發明內容】
[0003]本發明要解決的技術問題是提供一種lCrl4Mnl4Ni不鏽鋼環形件的鍛造成形方法，可以使lCrl4Mnl4Ni不鏽鋼鍛件獲得細小、均勻及高位錯密度的奧氏體組織，從而獲得良好的力學性能、耐蝕性、冷加工性和韌性。
[0004]為解決上述技術問題，本發明所述lCrl4Mnl4Ni不鏽鋼環形件的鍛造成形方法，其技術方案包括以下步驟:
[0005]第一步，將lCrl4Mnl4Ni不鏽鋼鑄錠加熱到1150?1180°C保溫120min，在壓力機上經三鐓三拔後，得到鍛態的lCrl4Mnl4Ni不鏽鋼坯料，其總變形量大於70%。
[0006]第二步，分段對lCrl4Mnl4Ni不鏽鋼坯料進行熱處理，第一段加熱至750?770V，到溫後，保溫30min ;第二段降溫至660?690°C，到溫後，保溫30min，空冷至室溫。
[0007]第三步，將lCrl4Mnl4Ni不鏽鋼坯料加熱至960?980°C後保溫30min，在壓力機上鐓粗、衝孔；再上環軋機軋製成形。
[0008]第四步，成形後的環形件，利用餘熱直接淬火冷卻至250?270°C，冷卻速度為30 ?40°C /s。
[0009]第五步，將淬火後的環形件250?270°C加熱至600?650°C保溫80?lOOmin，先以8?12°C /s的冷卻速度快冷至450?470°C，然後採用4?6°C /s的冷卻速度緩冷至400?430°C，再採用8?12°C /s的冷卻速度快冷至300?350°C，再採用4?6°C /s的冷卻速度緩冷至室溫。
[0010]與現有技術相比，本發明的有益效果如下:
[0011]本發明所述的不鏽鋼的均勻奧氏體化鍛造成形方法，lCrl4Mnl4Ni鋼的開坯鍛造溫度為1150?1180°C，該溫度高於Cr、Mn、Ni等合金元素的全固溶溫度，低於奧氏體晶粒發生反常晶粒長大的溫度，能在使Nb、V等合金元素溶入奧氏體晶粒中，同時又有利於獲得細小均勻的原始奧氏體組織。
[0012]對開坯後的lCrl4Mnl4Ni鋼坯料進行分段熱處理，保證了奧氏體縱向組織均勻細化，確保了後續工序能夠不損壞細化奧氏體組織。
[0013]採用鍛造餘熱對lCrl4Mnl4Ni鋼環形件進行直接淬火，減少了能耗，提高了生產效率。而以16?18°C /s的淬火冷卻速度將環形件冷卻至250?270°C，能夠實現對奧氏體晶粒的再結晶控制，從而達到細化奧氏體晶粒的目的。
[0014]回火過程中，發生微合金碳氮化物在奧氏體基體中的沉澱析出，這些析出相一方面阻礙位錯回復，使基體中位錯密度保持在較高的水平；另一方面起到沉澱強化作用，能夠顯著提高鍛件的回火穩定性。回火的冷卻方式採用快冷和緩冷相結合，不僅提高了鍛件的韌性和獲得較好的綜合力學性能，而且是組織更為均勻穩定，極少出現氣孔及沙眼，獲得細小、高位錯密度的奧氏體組織。
[0015]經檢測該ICr 14Mnl4Ni鋼環形件的室溫拉伸性能，其抗拉強度為1020?I10MPa(大於使用要求的912MPa)，斷後伸長率為55%?60% (大於使用要求的35% )，斷面收縮率為72%?78% (大於使用要求的70% )，完全滿足了使用要求。
[0016]經檢測該lCrl4Mnl4Ni鋼環形件的晶粒度，達到了 7.5級(大於使用要求的5級)。
【具體實施方式】
[0017]實施本發明所述的lCrl4Mnl4Ni不鏽鋼環形件的鍛造成形方法，需要提供高溫加熱爐、壓力機、機械手，環軋機等設備。【具體實施方式】如下:
[0018]lCrl4Mnl4Ni不鏽鋼主要化學元素含量(重量百分比)為:含C量彡0.12%、含Mn量 13.0%?15.0%、含 Si 量彡 0.80%、含 Cr 量 13.0%?15.0%、含 Ni 量 1.0%?1.5%、含S量彡0.025%、含P量彡0.035%、餘量為Fe。
[0019]lCrl4Mnl4Ni不鏽鋼環形件的鍛造成形工藝步驟如下:
[0020](I)開坯鍛造。將lCrl4Mnl4Ni不鏽鋼鑄錠加熱到1160°C保溫120min，在壓力機上經三鐓三拔後，得到鍛態的lCrl4Mnl4Ni不鏽鋼坯料，其總變形量大於70%。
[0021](2)坯料熱處理。分段對lCrl4Mnl4Ni不鏽鋼坯料進行熱處理，第一段加熱至7600C，到溫後，保溫30min ;第二段降溫至680°C，到溫後，保溫30min，空冷至室溫。
[0022](3)鍛造成形。將lCrl4Mnl4Ni不鏽鋼坯料加熱至980°C後保溫30min，在壓力機上鐓粗、衝孔；再上環軋機軋製成形。
[0023](4)淬火。成形後的環形件，利用餘熱直接淬火冷卻至260°C，冷卻速度為35°C /
So
[0024](5)回火。將淬火後的環形件從260°C加熱至650°C保溫80min，先以10°C /s的冷卻速度快冷至460°C，然後採用5°C /s的冷卻速度緩冷至420°C，再採用10°C /s的冷卻速度快冷至320°C，再採用5°C /s的冷卻速度緩冷至室溫。
【權利要求】
1.一種lCrl4Mnl4Ni不鏽鋼環形件的鍛造成形方法，其特徵在於，包括以下步驟: (1)將lCrl4Mnl4Ni不鏽鋼鑄錠加熱到1150?1180°C保溫120min，在壓力機上經三鐓三拔後，得到鍛態的lCrl4Mnl4Ni不鏽鋼坯料，其總變形量大於70% ； (2)分段對lCrl4Mnl4Ni不鏽鋼坯料進行熱處理，第一段加熱至750?770°C，到溫後，保溫30min ;第二段降溫至660?690°C，到溫後，保溫30min，空冷至室溫； (3)將lCrl4Mnl4Ni不鏽鋼坯料加熱至960?980°C後保溫30min，在壓力機上鐓粗、衝孔；再上環軋機軋製成形； (4)成形後的環形件，利用餘熱直接淬火冷卻至250?270°C，冷卻速度為30?40°C/s ； (5)將淬火後的環形件250?270°C加熱至600?650°C保溫80?lOOmin，先以8?120C /s的冷卻速度快冷至450?470°C，然後採用4?6°C /s的冷卻速度緩冷至400?4300C，再採用8?12V /s的冷卻速度快冷至300?350°C，再採用4?6°C /s的冷卻速度緩冷至室溫。
2.根據權利要求1所述的lCrl4Mnl4Ni不鏽鋼環形件的鍛造成形方法，其特徵在於，所述步驟(I) lCrl4Mnl4Ni不鏽鋼鑄錠加熱溫度為1160°C。
3.根據權利要求1所述的lCrl4Mnl4Ni不鏽鋼環形件的鍛造成形方法，其特徵在於，所述步驟(2)第一段熱處理溫度為760°C。
4.根據權利要求1所述的lCrl4Mnl4Ni不鏽鋼環形件的鍛造成形方法，其特徵在於，所述步驟(2)第二段熱處理溫度為680°C。
5.根據權利要求1所述的lCrl4Mnl4Ni不鏽鋼環形件的鍛造成形方法，其特徵在於，所述步驟(3)加熱溫度為980°C。
6.根據權利要求1所述的lCrl4Mnl4Ni不鏽鋼環形件的鍛造成形方法，其特徵在於，所述步驟(4)利用餘熱直接淬火冷卻至260°C，冷卻速度為35°C /s。。
7.根據權利要求1所述的lCrl4Mnl4Ni不鏽鋼環形件的鍛造成形方法，其特徵在於，所述步驟(5)是將淬火後的環形件從260°C加熱至650°C保溫80min，先以10°C /s的冷卻速度冷卻至460°C，然後採用5°C /s的冷卻速度冷卻至420°C，再採用10°C /s的冷卻速度冷卻至320°C，再採用5°C /s的冷卻速度冷卻至室溫。
【文檔編號】C21D9/40GK104148555SQ201410304911
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年6月30日 優先權日:2014年6月30日
【發明者】葉俊青, 蘇春民, 王斌, 劉志棋, 陳明, 陳紅芳, 徐東, 王文戀 申請人:貴州安大航空鍛造有限責任公司