1CR18NI9TI不锈钢轴锻件制造方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103436816 A (43)申请公布日 2013.12.11 CN 103436816 A *CN103436816A* (21)申请号 201310412141.X (22)申请日 2013.09.11 C22C 38/58(2006.01) C21D 8/06(2006.01) (71)申请人 武汉重工铸锻有限责任公司 地址 430084 湖北省武汉市青山武东路 1 号 (72)发明人 黄永强 张承峰 谭大伟 王明哲 曹虹 汤晶晶 赵林武 刘长安 黄丽秋 熊武 来坤领 刘振新 罗波 韩芳 张燕 (74)专利代理机构 武汉开元知识产权代理有限 公司 42104 。

2、代理人 朱盛华 (54) 发明名称 1Cr18Ni9Ti 不锈钢轴锻件制造方法 (57) 摘要 本发明涉及一种 1Cr18Ni9Ti 不锈钢轴锻 件制造方法。将化学成分合乎要求的锻件置于 锻造工装的上平砧和下凹型砧的凹槽内进行锻 造， 前两火压下量 20mm-40mm ； 自第三火起， 每火 始锻时压下量 20mm-40mm ； 中间过程重压， 压下 量 50mm-80mm ； 接近终锻时再以较小变形量轻压 30mm-50mm ； 锻造后进行固溶处理， 固溶处理采用 分段加热保温， 水冷透， 得 1Cr18Ni9Ti 不锈钢轴 锻件。本发明在化学成分上， 采用低碳、 多元合金 元素的配合， 在。

3、生产工艺上， 充分利用锻造、 热处 理对奥氏体组织的调节作用， 获得细小的奥氏体 组织， 获得良好的耐腐蚀性和良好韧性， 同时具有 高于标准要求的抗拉强度和屈服强度 ； 本发明锻 件的主要性能为 ： Rm 550MPa， Rp0.2 250MPa， A 40%， Z 40%， AKU2 120J 以上， HB 210， 所有力学试验均合格。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103436816 A CN 103436816 A *C。

4、N103436816A* 1/1 页 2 1.1Cr18Ni9Ti 不锈钢轴锻件制造方法， 其特征在于锻件的化学成分 （%,wt， 熔炼分析） 如下 ： C 0.08 0.12%， Si 0.43 0.71%， Mn1.59 1.63%， P 0.017 0.018%， S 0.003 0.005%， Cr 18.23 19.00%， Ni 9.40 9.74%， Mo 0.70 0.73%， Ti 0.50 0.78% ； 锻件置于锻造工装的上平砧和下凹型砧的凹槽内进行锻造， 锻件始终处于三向压应力 状态， 锻造细化晶粒 ； 锻造细化晶粒 ； 锻造分六火次完成。前两火次的压下量 25mm-3。

5、5mm ； 第三火次到第六火次， 每火次开始锻造时压下量分别为 30mm、 30mm、 25mm-35mm、 25mm-35mm, 中间过程重压， 压下量分别为 63mm-65mm mm、 65mm-67mm mm、 65mm、 65mm-70mm， 接近终锻时 以较小变形量轻压， 压下量分别为 :40mm-45mm ； 粗加工后进行固溶处理， 固溶处理采用分段加热， 第一段升温速度 60 /h， 加热温度 430 480， 保温 2 小时 ； 第二段加热温度 ； 1000 1010， 保温 1.5 小时 ； 水冷透， 得 1Cr18Ni9Ti 不锈钢轴锻件。 2. 根据权利要求 1 所述的 。

6、1Cr18Ni9Ti 不锈钢轴锻件制造方法， 其特征在于锻件的化 学成分 （%,wt， 熔炼分析） 如下锻件的化学成分 （%,wt， 熔炼分析） 如下 ： C 0.09 0.10%， Si 0.43 0.44%， Mn1.59 1.61%， P 0.017 0.018%， S 0.003 0.005%， Cr 18.70 18.98%， Ni 9.40 9.56%， Mo 0.70 0.73%， Ti 0.60 0.66%。 3. 根据权利要求 1 所述的 1Cr18Ni9Ti 不锈钢轴锻件制造方法， 其特征在于锻件的化 学成分 （%,wt， 熔炼分析） 如下锻件的化学成分 （%,wt， 熔炼。

7、分析） 如下 ： C 0.08 0.12%， Si 0.43 0.71%， Mn1.60 1.63%， P 0.017 0.018%， S 0.005%， Cr 18.47 18.95%， Ni 9.30 9.56%， Mo 0.71 0.72%， Ti 0.61 0.66%， Cu 0.10 0.13%。 权 利 要 求 书 CN 103436816 A 2 1/4 页 3 1Cr18Ni9Ti 不锈钢轴锻件制造方法 技术领域 0001 本发明涉及属于低合金高强度用钢板生产技术领域， 主要涉及一种 1Cr18Ni9Ti 不锈钢轴锻件锻造方法。 背景技术 0002 随着不锈钢使用领域的扩大、 。

8、品种不断增加， 其使用性能也在扩展， 使用质量要求 不断提高。1Cr18Ni9Ti 奥氏体不锈钢大型轴锻件各项性能指标， 主要包括力学性能要求和 海洋环境耐腐蚀性能， 其中力学性能要求 Rm 550MPa， Rp0.2 250MPa 远高于国内同行业标 准 GB/T 1220-1992 力学性能要求 Rm 520MPa， Rp0.2 205MPa。由于技术要求高， 该锻件 一直依赖进口， 为了打破国外技术垄断， 实现国产化， 我公司对该产品的成分配比、 固溶温 度的确定严格控制， 锻造采用专用工装使锻件各项性能满足技术要求。 发明内容 0003 本发明旨在降低原型钢种制造成本， 并针对上述背景。

9、技术的现状， 提供一种具有 细小的奥氏体组织， 有良好耐腐蚀性和良好的韧性， 同时具有高于标准要求的抗拉强度和 屈服强度的 1Cr18Ni9Ti 不锈钢轴锻件制造方法。 0004 本发明目的的实现方式为， 1Cr18Ni9Ti 不锈钢轴锻件锻造方法， 0005 锻件的化学成分 （%,wt， 熔炼分析）如下 ： C 0.08 0.12%， Si0.43 0.71%， Mn 1.59 1.63%， P 0.017 0.018%， S 0.003 0.005%， Cr 18.23 19.00%， Ni 9.40 9.74%， Mo 0.70 0.73%， Ti 0.50 0.78% ； 0006 锻。

10、件置于锻造工装的上平砧和下凹型砧的凹槽内进行锻造， 锻件始终处于 三向压应力状态， 锻造细化晶粒 ； 锻造细化晶粒 ； 锻造分六火次完成。前两火次的压 下量 25mm-35mm ； 第三火次到第六火次， 每火次开始锻造时压下量分别为 30mm、 30mm、 25mm-35mm、 25mm-35mm, 中间过程重压， 压下量分别为 63mm-65mm mm、 65mm-67mm mm、 65mm、 65mm-70mm， 接近终锻时以较小变形量轻压， 压下量分别为 :40mm-45mm ； 0007 粗加工后进行固溶处理， 固溶处理采用分段加热， 第一段升温速度 60 /h， 加热 温度 430 。

11、480， 保温 2 小时 ； 第二段加热温度 ； 1000 1010， 保温 1.5 小时 ； 水冷 透， 得 1Cr18Ni9Ti 不锈钢轴锻件。 0008 本发明在化学成分上， 采用低碳、 多元合金元素的配合， 在生产工艺上， 充分利用 锻造、 热处理对奥氏体组织的调节作用， 获得细小的奥氏体组织， 获得良好的耐腐蚀性和 良好的韧性， 同时具有高于标准要求的抗拉强度和屈服强度 ； 本发明锻件的主要性能为 ： Rm 550MPa， Rp0.2 250MPa， A 40%， Z 40%， AKU2 120J 以上， HB 210， 所有力学试 验均合格。 附图说明 0009 图 1 为本发明采。

12、用的锻造工装结构示意图。 说 明 书 CN 103436816 A 3 2/4 页 4 具体实施方式 0010 本发明锻件的化学成分 （%,wt， 熔炼分析）如下 ： C 0.08 0.12%， Si 0.43 0.71%， Mn 1.59 1.63%， P 0.017 0.018%， S 0.003 0.005%， Cr 18.23 19.00%， Ni 9.40 9.74%， Mo 0.70 0.73%， Ti0.50 0.78% ； 0011 锻件较佳的化学成分 （%,wt， 熔炼分析） 如下 ： C 0.09 0.10%， Si 0.43 0.44%， Mn 1.59 1.61%， P。

13、 0.017 0.018%， S 0.003 0.005%， Cr 18.70 18.98%， Ni 9.40 9.56%， Mo 0.70 0.73%， Ti0.60 0.66%。 0012 锻件中还含有 Cu， 锻件的化学成分 （%,wt， 熔炼分析） 如下锻件的化学成分 （%,wt， 熔炼分析） 如下 ： C 0.08 0.12%， Si 0.43 0.71%， Mn 1.60 1.63%， P 0.017 0.018%， S 0.005%， Cr 18.47 18.95%， Ni 9.30 9.56%， Mo 0.71 0.72%， Ti 0.61 0.66%， Cu 0.10 0.1。

14、3%。 0013 本发明的原料配方是根据奥氏体不锈钢的要求而选择的， 其根据如下 ： 0014 碳在奥氏体不锈钢中是强烈形成并稳定奥氏体且扩大奥氏体区的元素， 碳形成奥 氏体的能力约为镍的 30 倍， 是一种间隙元素， 通过固溶强化可显著提高奥氏体不锈钢的强 度 ； 碳还可以提高奥氏体不锈钢在高浓氯化物中的耐应力腐蚀的性能。 但是， 在奥氏体不锈 钢中， 碳常常被视为有害元素， 碳可与钢中的铬形成高铬碳化物从而导致局部铬的贫化， 使 钢的耐蚀性特别是耐晶间腐蚀性能下降。 考虑到该锻件高于标准要求的抗拉强度及屈服强 度要求， 故本发明将碳含量最好控制在 0.08% 0.11% 之间。 0015 。

15、铬对奥氏体不锈钢性能影响最大得是耐蚀性。 同时， 在奥氏体不锈钢中， 铬能增大 碳的溶解度而降低铬的贫化度， 因而提高铬含量对奥氏体不锈钢的耐晶间腐蚀是有益的， 铬非常有效的改善奥氏体不锈钢的耐点蚀及缝隙腐蚀性能， 当钢中同时存在钼或钼及氮存 在时， 铬的这种有效性大大加强。 综合考虑碳元素与铬元素的相互作用， 本发明将铬元素的 含量最好控制在 18.00% 19.00% 之间。 0016 钼的作用是提高钢在还原性介质的耐蚀性， 并提高钢的耐点腐蚀及缝隙腐蚀等性 能。 但前提条件是， 钼的耐腐蚀作用仅相当钢中含有较高量的铬含量时才有效， 钼主要是强 化钢中铬的耐蚀作用。 同时， 钼的加入将使钢。

16、的高温变形抗力增大， 加之钢中常常存在少量 铁素体导致该钢种热加工性能差， 而且随着钼含量的增加， 热加工性能越差。 综合考虑钼元 素对产品性能的影响， 鉴于该钢种含铬含量在 18.00% 19.00%， 为了强化其耐腐蚀作用， 本发明将钼元素的含量最好控制在 0.50% 1.00%。 0017 镍在不锈钢中的应用主要是配合铬才能更好地发挥作用， 才能改变不锈钢的组 织， 从而使不锈钢的力学性能、 加工性能和在某些腐蚀介质中的耐腐蚀性能得到很大的改 善， 鉴于该钢种含有 18.00% 19.00% 的铬元素， 故将镍元素含量最好控制在 9.00% 10.00% 之间。 0018 钛是强烈形成碳。

17、化物的元素， 比铬更容易形成碳化物， 钛存在于不锈钢中， 会使钢 中的碳尽可能地与钛结合， 这样， 就会使钢中的铬能尽量稳定地存在于固溶体中， 使固溶体 中有足以保证耐腐蚀性能的铬的含量， 可以有效的防止不锈钢产生晶间腐蚀。一般钛元素 的含量应根据钢中碳的含量来确定， 即 Ti=【 （C-0.02） 5】 % 0.8%， 故将钛元素的含量最 好控制在 0.65% 0.80% 之间。 说 明 书 CN 103436816 A 4 3/4 页 5 0019 锻件置于图 1 所示的锻造工装的上平砧 1 和下凹型砧 3 的凹槽内进行锻造， 锻件 始终处于三向压应力状态， 锻造细化晶粒 ； 锻造细化晶粒。

18、 ； 锻造分六火次完成。前两火次 的压下量 25mm-35mm ； 第三火次到第六火次， 每火次开始锻造时压下量分别为 30mm、 30mm、 25mm-35mm、 25mm-35mm, 中间过程重压， 压下量分别为 63mm-65mm mm、 65mm-67mm mm、 65mm、 65mm-70mm， 接近终锻时以较小变形量轻压， 压下量分别为 :40mm-45mm ； 控制好锻造火次以 及每火次的压下量， 可防止出现锻造裂纹。 0020 粗加工后进行固溶处理， 固溶处理采用分段加热， 第一段升温速度 60 /h， 加热 温度 430 480， 保温 2 小时 ； 第二段加热温度 ； 10。

19、00 1010， 保温 1.5 小时 ； 水冷 透， 得 1Cr18Ni9Ti 不锈钢轴锻件。 0021 不锈钢轴锻件化学成分 （%,wt， 熔炼分析） C 0.12%， Si 1.00%， Mn 2.00%， P0.035%， S0.030%， Cr17.0019.00%， Ni8.0011.00%， Mo0.501.00%， Ti 0.20 0.80%， Cu 0.20%。 0022 拉伸性能 ： Rp0.2 250MPa， Rm 550MPa， A 40%， Z 40% ； 0023 冲击韧性 ： 室温下每个试样的 AKU2 不得低于 120J ； 0024 布氏硬度 ： HB 210，。

20、 且不同部位的布氏硬度测试结果差值不超过 30HB ； 0025 具体力学性能试验结果见下表 ： 0026 0027 下面用具体实施例详述本发明。 0028 实施例 1 ： 0029 锻件的化学成分 （%,wt， 熔炼分析） 如下 ： C ： 0.10%， Si:0.7%， Mn:1.62%,P:0.018%, S:0.005%,Cr:18.70%,Ni:9.40%， Mo:0.73%， Ti:0.50%。 0030 锻件置于图 1 所时的锻造工装的上平砧 1 和下凹型砧 3 的凹槽内进行锻造。采用 此锻造工装， 锻件始终处于三向压应力状态， 锻造细化晶粒 ； 锻造分六火次完成。前两火次 的压。

21、下量分别为 25mm、 30mm ； 第三火次到第六火次， 每火次开始锻造时压下量分别为 30mm、 35mm、 25mm、 30mm, 中间过程压下量分别为 63mm、 67mm、 65mm、 65mm， 接近终锻时压下量分别 为 :45mm、 45mm、 40mm、 40mm ； 0031 锻造后进行固溶处理， 固溶处理采用分段加热， 第一段升温速度 60 /h， 加热温 度 420， 保温 2 小时 ； 第二段加热温度 ； 1005， 保温 1.5 小时 ； 水冷透， 得 1Cr18Ni9Ti 不 锈钢轴锻件。 0032 实施例 2 ： 同例 1， 不同的是， 说 明 书 CN 1034。

22、36816 A 5 4/4 页 6 0033 锻件的化学成分 （%,wt， 熔炼分析） 如下 ： C ： 0.11%， Si:0.69%， Mn:1.59%,P:0.018% ,S:0.003%,Cr:18.23%,Ni:9.74%， Mo:0.70%， Ti:0.78%。 0034 锻造分六火次完成。前两火次的压下量分别为 30mm、 30mm ； 第三火次到第六火 次， 每火次开始锻造时压下量分别为 30mm、 35mm、 25mm、 30mm, 中间过程压下量分别为 63mm、 67mm、 65mm、 65mm， 接近终锻时压下量分别为 :45mm、 45mm、 40mm、 40mm ；。

23、 0035 锻造后进行固溶处理， 固溶处理采用分段加热， 第一段升温速度 60 /h， 加热温 度 470， 保温 2 小时 ； 第二段加热温度 ； 1000， 保温 1.5 小时。 0036 实施例 3 ： 0037 锻件的化学成分 （%,wt， 熔炼分析） 如下 ： C ： 0.10%， Si:0.44%， Mn:1.65%,P:0.017% ,S:0.005%,Cr:19.00%,Ni:9.67%， Mo ： 0.73%， Ti:0.66%。 0038 锻造分六火次完成。前两火次的压下量分别为 35mm、 30mm ； 第三火次到第六火 次， 每火次开始锻造时压下量分别为 30mm、 3。

24、0mm、 35mm、 30mm, 中间过程压下量分别为 63mm、 67mm、 65mm、 65mm， 接近终锻时压下量分别为 :45mm、 45mm、 40mm、 40mm ； 0039 锻造后进行固溶处理， 固溶处理采用分段加热， 第一段升温速度 60 /h， 加热温 度 430， 保温 2 小时 ； 第二段加热温度 ； 1010， 保温 1.5 小时。 0040 实施例 4 ： 0041 锻件的化学成分 （%,wt， 熔炼分析） 如下 ： C ： 0.08%， Si:0.43%， Mn:1.60%,P:0.017% ,S:0.005%,Cr:18.95%,Ni:9.30%， Mo:0.7。

25、1%， Ti:0.61%， Cu ： 0.10%。 0042 锻造分六火次完成。前两火次的压下量分别为 35mm、 30mm ； 第三火次到第六火 次， 每火次开始锻造时压下量分别为 35mm、 30mm、 25mm、 30mm, 中间过程压下量分别为 63mm、 67mm、 65mm、 65mm， 接近终锻时压下量分别为 :45mm、 45mm、 40mm、 40mm ； 0043 锻造后进行固溶处理， 固溶处理采用分段加热， 第一段升温速度 60 /h， 加热温 度 480， 保温 2 小时 ； 第二段加热温度 ； 1010， 保温 1.5 小时。 0044 实施例 5 ： 0045 锻件。

26、的化学成分 （%,wt， 熔炼分析） 如下 ： C ： 0.09%， Si:0.44%， Mn:1.61%,P:0.017% ,S:0.005%,Cr:18.98%,Ni:9.40%， Mo:0.72%， Ti:0.60%， Cu ： 0.10%。 0046 锻造分六火次完成。前两火次的压下量分别为 35mm、 30mm ； 第三火次到第六火 次， 每火次开始锻造时压下量分别为 30mm、 35mm、 25mm、 35mm, 中间过程压下量分别为 63mm、 67mm、 65mm、 65mm， 接近终锻时压下量分别为 :45mm、 45mm、 40mm、 40mm ； 0047 锻造后进行固溶。

27、处理， 固溶处理采用分段加热， 第一段升温速度 60 /h， 加热温 度 440， 保温 2 小时 ； 第二段加热温度 ； 1005， 保温 1.5 小时。 0048 实施例 6 ： 0049 锻件的化学成分 （%,wt， 熔炼分析） 如下 ： C ： 0.12%， Si:0.71%， Mn:1.63%,P:0.018% ,S:0.005%,Cr:18.47%,Ni:9.56%， Mo:0.71%， Ti:0.66%， Cu ： 0.13%。 0050 锻造分六火次完成。前两火次的压下量分别为 30mm、 30mm ； 第三火次到第六火 次， 每火次开始锻造时压下量分别为 30mm、 30mm、 25mm、 25mm, 中间过程压下量分别为 65mm、 65mm、 65mm、 70mm， 接近终锻时压下量分别为 :40mm、 40mm、 45mm、 45mm ； 0051 锻造后进行固溶处理， 固溶处理采用分段加热， 第一段升温速度 60 /h， 加热温 度 470， 保温 2 小时 ； 第二段加热温度 ； 1010， 保温 1.5 小时。 说 明 书 CN 103436816 A 6 1/1 页 7 图 1 说 明 书 附 图 CN 103436816 A 7 。