核电用冷却剂存储箱法兰的锻造及锻后热处理.pdf

核电用冷却剂存储箱法兰的锻造及锻后热处理泰安市山口锻压有限公司(山东2 7 1 0 3 8)赵森周延民随着我国电力需求的急剧增加，核电的发展潜力和市场前景逐渐显现，发展核电成为加快调整我国能源结构的重要举措，到2 0 2 0 年我国核电的装机容量将达到4 0 0 0 万k W，这给我国的机械制造企业带来了历史性的发展机遇。随着核电事业的快速发展，对核电用钢的要求也在不断提高。z 2 c N l 8 1 0 是法国R c c M 2 2 0 标准的奥氏体不锈钢，其具有优良的耐晶间腐蚀性能和良好的力学性能而广泛用于核电法兰、管道。但该钢种为单相奥氏体不锈钢，在锻造过程中始终保持奥氏体和少量铬铁碳化物，没有发生相变，不能通过最终热处理改变其晶粒度和力学性能。且该钢与一般碳素钢不同，在锻造时塑性低，变形抗力大，是一般碳素钢的1 6 2 倍，锻造温度范围小，裂纹敏感性强，生产难度大，国内对于该钢种的应用也很少，可供查阅的文献比较少，给锻件的生产带来很大的困难。最近，我公司接到一批核电冷却剂存储箱法兰，法兰尺寸为4 0 0 0 m m 3 7 8 2 m m 3 4 5 m m，材质为z 2 C N l 8 1 0，化学成分如表1 所示。表1Z 2 C N l 8 1 0 钢化学成分(质量分数)()元素CS iM nPS标准值0 0 1 01 o o20 00 0 3 00 0 1 5实际值0 0 2 30 4 0 31 6 40 0 2 30 0 0 2元素N iC rC uC oB标准值9 O 1 2 017 O 2 0 01 0 0O 2 0O 0 0 1 8实际值1 0 5 71 8 3 4O 0 4 3O 0 5 80 0 0 0 51 前期的技术准备首先，确定z 2 c N l 81 0 锻造再加热温度。由于奥氏体不锈钢不能通过热处理来改变晶粒度和力学性能，只能通过锻造来实现晶粒细化，加热5 0i 淼意鬻警甾篙雾莓参磊加r 舭o V _ 惭m e 伯t 帅喇l 毽|9 s O m温度过高，晶粒急剧长大，必须找到合适的加热温度。为此选取l3 个试样在试验室的电炉中加热保温l h，急速冷却后测量晶粒度，1 3 个试样分别加热到8 0 0、8 5 0、9 0 0、9 5 0、1 0 0 0、1 0 5 0、1 0 8 0、11 0 0、112 0、l1 4 0、1 1 6 0、1 1 8 0、1 2 0 0。通过对比发现，1 0 8 0 温度以下晶粒度几乎没有变化，1 1 0 0 1 1 6 0 晶粒迅速长大，1 1 8 0 温度以上晶粒急剧长大。通过以上试验可以确定1 0 5 0 及以下温度是锻造再加热适合的温度。其次，根据以往经验，我们知道钢锭的铸态组织热加工组织比锻造组织差，镦粗时很容易开裂，所以在第一火锻造时要轻压，打碎初生晶和横列晶外壳，打碎铸造组织，改善热加工性。现在采用一种新工艺，用钢板卷一个钢筒将钢锭切除浇、冒口后整个包裹起来，上下两端留一个放气孔，此种工艺有两个好处：一是钢锭有了这个保护层，炉子火焰不能直接喷到锻件上，防止表面过烧、脱碳，产生龟裂。二是有此保护层，钢锭不与水压机上下砧直接接触，钢锭不会局部冷却，延长了锻造时间，解决了不锈钢锻造区间窄的问题，从而减少了预热工装的麻烦。2 生产流程(1)通过以上技术准备，制订出z 2 c N l 8 1 0 冷却剂存储箱法兰的工艺路线为：电渣重熔锭包裹后加热一4 0 M N 水压机锻造一锻后水冷一尺寸检验一粗加工一U T 一固溶处理一性能试验一精加工一超声波检测一检查包装，锻造流程见表2。用4 0 M N 水压机锻造，第一火将钢锭加热到1 2 5 0 后大变形量镦粗冲孔，消除钢锭内部缺陷，然后再加万方数据表2缓 缓。庐21 0 0镦粗冲孔2缓缓们：1 0 0扩孔妒2 2 0 02 9 0 0再次扩孔4扩孔平整扩孔成品热到1 1 5 0 后进行扩孔，最后在1 0 5 0 再加热，抑制晶粒再长大，保证最后一火锻造比 1 2。(2)锻后进行固溶处理，消除由于锻造过程中产生的碳化物，工艺如附图所示。(3)按R c c M M c 2 0 0 0 标准进行超声波检测合格，渗透试验按R C C M 4 0 0 0 标准未发现缺陷。(4)固溶后力学性能检验结果如表3 所示。固溶处理工艺F 黧警争磊少r 墨笔嬲翳篓荔盏黧i5 1万方数据F 繁i 荸一料多锻模锻法北方通用动力集团有限公司锻造厂(山西大同0 3 7 0 3 6)李志广臧金明李金海沈阳建筑大学市政与环境工程学院(辽宁1 1 0 1 6 8)李萌一料多锻模锻法是将一件坯料在模锻成形后以获得2 件(或2 种)材料牌号与批次相同和力学性能相同或相近锻件的一种模锻成形方法。模锻件多数为一料一锻成形(即将一件坯料在模锻成形后只获得一件或一种锻件)，但在特定条件下也可实现一料多锻成形(主要有一模多锻、连续多锻、调头模锻、复合模锻、废料再锻和多件合锻等6 种成形方式)。理论与实践表明，一料多锻模锻法如果运用合理，可有效改善锻造工艺性，节约金属材料，提高锻件质量，提高锻造效率和降低锻件成本。否则，会导致锻造工艺性差、浪费金属材料、锻件质量差、锻造效率低及锻件成本高等现象。1 一料多锻模锻法的约束条件一料多锻模锻法具有一定的约束条件(或不适宜条件)，只要具有以下内容之一的皆不适宜一料多锻(尤其不适宜一模多锻、连续多锻、调头模锻及复合模锻等成形方式)：如锻件重量大、锻件水平投影面积大、锻件形状过于复杂、锻造温度范围表3过窄、锻模模膛深度大、不经制坯直接终锻变形量过大、在一火次模锻中的制坯工步数3、锻模使用数量需增加及锻造设备使用数量需增加的等。一料多锻模锻法是一项系统工程，有效确定约束条件和适宜条件是实现一料多锻可靠性、有效性和时效性的前提条件之一。2 一料多锻模锻法的应用实例(1)一模多锻一模多锻可提高锻模的使用功能与经济性及锻造效率，但也会增大锻模尺寸和设备吨位，当锻模尺寸和设备吨位不足时，则极易导致成形难和锻造效率低等。调速锤为单件重量 0 2 k g 的小型模锻件(见图1)，零件采用合金钢1 2 c r N j 3 A 和高温合金G H 4 0 8 0 A 两种材料，其模锻成形方式具有明显差异。1 2 Cr N i 3 A 钢模锻成形的约束条件少，模锻工艺性较好，适宜一模多锻、调头模锻、连续多锻和多件合锻等。在一模多锻时，可实现一料两锻或一料三锻；或在调头模锻后再一模多锻时，可实现一检测项目标准值实测值检验标准拉伸试验E l O l(0。)E 2 0 1(1 8 0。)R。M P a4 9 05 8 75 9 1E N l 0 0 0 2 一l：2 0 0 1月。M P a1 7 53】23 3 l合格A()4 05 505 3 5Z()8 47 9E 1 0 2(0)3 9 5E n l 0 0 4 5 1：1 9 9 0冲击试验6 0E 1 0 3(O)3 6 8彤垤0 0(2 0)J合格E 1 0 4(0)4 0 03 结语通过对钢锭进行包裹处理，明确了加热温度和5 2：慧翥嬲鬻孽参跏r 黼帆m e 伯|w o r k m E|9 5 0 m回炉再加热温度，执行了合理的工艺路线，使冷却剂存储箱法兰各项指标都达到了用户的要求。M W(2 0 1 3 0 7 1 0)万方数据核电用冷却剂存储箱法兰的锻造及锻后热处理核电用冷却剂存储箱法兰的锻造及锻后热处理作者：赵森，周延民，作者单位：泰安市山口锻压有限公司,山东,271038刊名：金属加工（热加工）英文刊名：Metal Working年，卷(期)：2013(19)本文链接：