专利名称：一种超级双相不锈钢叶轮轴制造方法
技术领域：
本发明涉及冶金锻造热处理领域，具体涉及一种超级双相不锈钢叶轮轴制造方法。
背景技术：
现有奥氏体不锈钢316L (00Crl7Nil2Mo2)强度低，强度只有Rm500-520MPa，2205 (00Cr22Ni5Mo3N)双相不锈钢强度也只有560_620MPa满足不了叶轮轴强度750_895MPa的要求。只有超级双相不锈钢，00Cr25Ni7Mo3. 7WCuN可以尝试。我国双相不锈钢还刚刚起步， 双相不锈钢加工都很困难，超级双相不锈钢的制造就难上加难了，并且其抗腐蚀能力还需
进一步提闻。
发明内容
本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种超级双相不锈钢叶轮轴制造方法，此方法可以通过化学成分的优化组合，既能保证其理化性能，又能进一步提高其抗腐蚀性。本发明的实现由以下技术方案完成
一种超级双相不锈钢叶轮轴制造方法，其特征在于所述制造方法具有如下步骤
(a)制备和熔炼具有如下质量百分比的钢锭:O. 03、Mn ( I. 00、Si ( I. 00、Ni
6.00-8. 00,Cr 24. 00-26. 00,Mo 3. 00-4. 00,W O. 5-1. O,N O. 2-0. 3,Cu O. 5-1. O,并且 S 和 P含量尽量低，并满足SS0. 010、P^O. 030的要求。(b)将步骤(a)中的钢锭进行超纯净化熔炼，排除其非内部金属夹杂物和气体； (C)将步骤(b)中的钢锭进行头尾切除；
(d)将步骤(c)中的钢锭在锻造温度980-1050°C、锻造比>4下进行低温锻造直至锻透；
(e)对步骤(d)中生成的所述钢锭在不超过1100°C的情况下进行固溶热处理；
(f)对步骤(e)中的钢锭进行叶轮轴的成型加工。步骤(b)的具体步骤如下将步骤(a)中的钢锭放入电弧炉熔炼，将其充分氧化、 还原，并多次耙渣将非金属夹杂物排除干净，使其c< 0. 030，之后将钢锭用真空精炼炉精炼，减少钢锭中的气体，使其O ( 20PPm、H ( 2PPm。步骤(b)的熔炼过程中采用EAF+V0DC真空精炼炉精炼。步骤(e)的固溶热的温度控制在980_1050°C的范围内，并且在固溶热处理完成后使钢锭达到1^:750-895 ^ '! )^彡550MPa、A5彡25%的既定要求。本发明的优点是克服现有技术316L、2205钢种在使用性能上的不足，填补国内空白，为国内首创，工艺简单方便易控制，通过优化配方制造出的产品能保证其理化性能， 并拥有高强度、抗腐蚀性强等优点。
图I是本发明优化配方表；
图2是本发明的Schaeffher曲线图3是本发明的Delong曲线图。
具体实施例方式以下通过实施例对本发明特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解
实施例如图2、3所示，本实施例化学成份双相比设计参照Schaeffher曲线图及 Delong曲线图。计算镍当量=%Ni+30%C+0.5%Mn+0. 33%Cu+40%B 铬当量=%%Cr+5Mo+l. 5%Si+0. 5%Nb
双相钢常规双相比即镍当量Y与铬当量α的配比为60% 40%，或40% 60%。而经过镍当量、铬当量测算Y α为55% 45%时比较理想，出钢量保持Y α为55% :45%， 炼钢时误差控制在2-3%为宜。经过测算得出的各个元素优化配方表如图I所示(Wt%)
C 彡 O. 03、Mn ( I. 00、Si ( I. 00、Ni 6. 00-8. 00、Cr 24. 00-26. 00、Mo 3. 00-4. 00、W
O.5-1. O,N O. 2-0. 3,Cu O. 5-1. 0、S ( O. 010,P ( O. 030，其中强化元素 C、Ni、Mo、W、N 取上限，Mn、Cr可以取中限，P、S可以取下限，尽量低。此外本实施例的PRE(耐点腐蚀系数) %Cr+3. 3%Mo+16%N 彡 40。本实施例在具体实施时，通过以下方法实现
第一步，按照以上所述的优化配方熔炼钢锭。第二步，将钢锭进行超纯净化熔炼，因为叶轮轴强度较高750_895Mpa要求较高， 所以熔炼时需要采取有效措施进行超纯净化熔炼。原材料炉料进行清洗并烘干减少钢中非金属夹杂物，熔炼选择国内最先进的EAF+V0DC真空精炼炉精炼，首先选用电弧炉熔炼，将充分氧化、还原，多次耙渣将非金属夹杂物排除干净，再用VODC真空精炼炉精炼减少钢锭中气体。完成超纯净化熔炼的钢锭满足C彡O. 030、O彡20PPm、H ( 2PPm的技术要求。第三步，将钢锭进行头尾切除。第四步，将切除完毕后的钢锭进行锻造，严格控制钢锭在980-1050°C低温下进行锻造，并且此时加大锻造比，锻造比> 4级。此步骤中不能使用高温锻造，因为高温锻造易使Y即镍当量增多，且为不可逆反应，从而使钢锭机械性能下降。第五步，对锻造好的钢锭进行固溶热处理，将钢锭加热至980_1050°C，使其够获得稳定双相比，使其性能达到Rm:750-895MPa、Rp0.2彡550MPa、A5彡25%。由于固溶热处理也是应温度升高Y相会增高，为控制双相比固溶温度比普遍不锈钢304、316固溶温度的 1050-1150°C低，所以必须控制在1100°C以下。第六步，对完成固溶热处理的钢锭进行成型加工，使其尺寸结构都符合既定技术要求。当制造完成之后，对生产出来的产品进行性能测试。产品检测结果符合验收技术条件并且具有优良的理化性能、使用性能，并且还具有抗腐蚀性强的优点。本实施例制造的超级双相不锈钢叶轮轴填补国内空白，为国内首创。
权利要求
1.一种超级双相不锈钢叶轮轴制造方法，其特征在于所述制造方法具有如下步骤 制备和熔炼具有如下质量百分比的钢锭C ( 0.03、Mn ( 1.00、Si ( 1.00、Ni6. 00-8. 00, Cr 24. 00-26. 00,Mo 3. 00-4. 00, W O. 5-1. 0、N O. 2-0. 3, Cu O. 5-1.0，并且 S 和 P含量尽量低，并满足S < O. 010、P < O. 030的要求；将步骤(a)中的钢锭进行超纯净化熔炼，排除其非内部金属夹杂物和气体；将步骤(b)中的钢锭进行头尾切除；将步骤(c)中的钢锭在锻造温度980-1050°C、锻造比> 4下进行低温锻造直至锻透； 对步骤(d)中生成的所述钢锭在不超过1100°C的情况下进行固溶热处 理；对步骤(e)中的钢锭进行叶轮轴的成型加工。
2.根据权利要求I所述的一种超级双相不锈钢叶轮轴制造方法，其特征在于步骤(b) 的具体步骤如下将步骤(a)中的钢锭放入电弧炉熔炼，将其充分氧化、还原，并多次耙渣将非金属夹杂物排除干净，使其C ( O. 030，之后将钢锭用真空精炼炉精炼，减少钢锭中的气体，使其 O ( 20PPm、H ( 2PPm。
3.根据权利要求I所述的一种超级双相不锈钢叶轮轴制造方法，其特征在于步骤(b) 的熔炼过程中采用EAF+V0DC真空精炼炉精炼。
4.根据权利要求I所述的一种超级双相不锈钢叶轮轴制造方法，其特征在于步骤(e)的固溶热的温度控制在980-1050°C的范围内，并且在固溶热处理完成后使钢锭达到 Rni: 750-895MPa、Rp0 2 彡 550MPa、A5 彡 25% 的既定要求。
全文摘要
本发明涉及冶金锻造热处理领域，具体涉及一种超级双相不锈钢叶轮轴制造方法，其特征在于所述制造方法具有如下步骤制备和熔炼配方为优化组合的钢锭，超纯净化熔炼，头尾切割，锻造，固溶热处理以及成型加工。本发明的优点是克服现有技术316L、2205钢种在使用性能上的不足，填补国内空白,为国内首创，工艺简单方便易控制，通过优化配方制造出的产品能保证其理化性能，并拥有高强度、抗腐蚀性强等优点。
文档编号C21D8/00GK102605270SQ20111045861
公开日2012年7月25日 申请日期2011年12月31日 优先权日2011年12月31日
发明者张廷超, 陈菊生, 黄金雷 申请人:上海加宁新技术研究所