本发明属于合金锻造领域，具体涉及一种核电用p280gh碳钢锻件及其制造方法。
背景技术：
1、在金属材料中，发纹是夹杂物在锻造或轧制过程中沿金属流动方向伸展形成的线状缺陷。发纹具有明显的方向性，使金属材料性能产生各向异性，发纹在一定程度上还会影响金属基体的连续性，对材料的力学性能产生不良影响。以前只有航空航天材料需要检测发纹，现在很多核电设备供应商对锻件也提出了发纹检测要求。p280gh是法国rccm核电标准中的材料，类似于国标16mn，p280gh碳钢法兰主要应用于核岛管路系统，是确保核电站安全运行的关键部件之一，目前的p280gh碳钢锻件也存在发纹问题。
技术实现思路
1、本发明要解决的技术问题是提供一种核电用p280gh碳钢锻件，其具有较少的发纹和较好的力学性能。
2、为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
3、一种核电用p280gh碳钢锻件，按照重量百分比计，由以下成分组成：c 0.15-0.18%，si 0.15-0.35%，mn 1.2-1.4%，p≤0.01%，s≤0.005%，cr 0.15-0.25%，mo 0.06-0.1%，ni 0.2-0.5%，cu≤0.18%，sn 0.01-0.03%，al 0.02-0.05%，其余为铁。
4、本发明要解决的另一技术问题是提供上述核电用p280gh碳钢锻件的制造方法，
5、为解决上述技术问题，技术方案是：
6、一种核电用p280gh碳钢锻件的制造方法，包括以下步骤：
7、s1.电炉冶炼：配制原材料，将原材料置于电弧炉中，冶炼至温度达到1550-1600℃时出钢得到钢液；
8、s2.炉外精炼：将步骤s1所得钢液置于lf炉中，精炼至1530-1580℃时转移至真空脱气处理工位，真空脱气处理后浇注成电渣重熔用钢锭；
9、s3.电渣重熔：将步骤s2所得电渣重熔用钢锭置于气氛保护电渣炉中，重熔精炼得到钢锭；
10、s4.锻造：将步骤s3所得钢锭用液压机通过镦粗和拔长得到锻件；
11、s5.热处理：将步骤s4所得锻件进行预备热处理，然后进行淬火，最后回火得到核电用p280gh碳钢锻件；
12、s6.检测：对步骤s5所得核电用p280gh碳钢锻件进行理化检测和无损检测。
13、进一步地，本发明所述步骤s4中，镦粗比为1.8-2，拔长比为1.5-1.7，总锻造比≥3.5。
14、进一步地，本发明所述步骤s4中，开锻温度为1100-1150℃，终锻温度为850-900℃。
15、进一步地，本发明所述步骤s5中，热处理在工业电阻炉中进行。
16、进一步地，本发明所述步骤s5中，预备热处理时的加热温度为890-940℃。
17、进一步地，本发明所述步骤s5中，淬火时的加热温度为890-910℃。
18、进一步地，本发明所述步骤s5中，回火的温度为620-630℃。
19、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
20、1）本发明降低了材料中p、s有害元素的含量，以减少材料中夹杂物，进而减少发纹的形成。
21、2）为了提高原材料纯净度，本发明采用了炉外精炼工艺，且在炉外精炼之后再增加电渣重溶，有效去除了原材料中的各类夹杂物，夹杂物大幅减少之后，发纹也会相应减少。
22、3）发纹的生成机理是夹杂物沿锻造方向伸展，因此本发明在锻造时尽量减少拔长比，采用镦粗和拔长组合工艺进行锻造，有效避免了夹杂物在锻造过程中形成发纹。
23、实施方式
24、下面将结合具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例及其说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
25、实施例
26、核电用p280gh碳钢锻件，按照重量百分比计，由以下成分组成：c 0.16%，si 0.2%，mn 1.3%，p 0.006%，s 0.003%，cr 0.2%，mo 0.08%，ni 0.4%，cu 0.16%，sn 0.02%，al0.03%，其余为铁。
27、实施例1的制造方法包括以下步骤：
28、s1.电炉冶炼：配制原材料，将原材料置于电弧炉中，冶炼至温度达到1580℃时出钢得到钢液；
29、s2.炉外精炼：将步骤s1所得钢液置于lf炉中，精炼至1560℃时转移至真空脱气处理工位，真空脱气处理后浇注成电渣重熔用钢锭；
30、s3.电渣重熔：将步骤s2所得电渣重熔用钢锭置于气氛保护电渣炉中，重熔精炼得到钢锭；
31、s4.锻造：将步骤s3所得钢锭用液压机通过镦粗和拔长得到锻件，镦粗比为1.9，拔长比为1.6，总锻造比为3.5，开锻温度为1120℃，终锻温度为880℃；
32、s5.在工业电阻炉中进行热处理：将步骤s4所得锻件进行预备热处理，预备热处理时的加热温度为920℃，然后进行淬火，淬火时的加热温度为900℃，最后回火得到核电用p280gh碳钢锻件，回火的温度为625℃；
33、s6.检测：对步骤s5所得核电用p280gh碳钢锻件进行理化检测和无损检测。
34、实施例
35、核电用p280gh碳钢锻件，按照重量百分比计，由以下成分组成：c 0.15%，si0.35%，mn 1.2%，p 0.01%，s 0.002%，cr 0.21%，mo 0.09%，ni 0.2%，cu 0.18%，sn 0.03%，al0.05%，其余为铁。
36、实施例2的制造方法包括以下步骤：
37、s1.电炉冶炼：配制原材料，将原材料置于电弧炉中，冶炼至温度达到1550℃时出钢得到钢液；
38、s2.炉外精炼：将步骤s1所得钢液置于lf炉中，精炼至1570℃时转移至真空脱气处理工位，真空脱气处理后浇注成电渣重熔用钢锭；
39、s3.电渣重熔：将步骤s2所得电渣重熔用钢锭置于气氛保护电渣炉中，重熔精炼得到钢锭；
40、s4.锻造：将步骤s3所得钢锭用液压机通过镦粗和拔长得到锻件，镦粗比为1.8，拔长比为1.7，总锻造比为3.5，开锻温度为1100℃，终锻温度为850℃；
41、s5.在工业电阻炉中进行热处理：将步骤s4所得锻件进行预备热处理，预备热处理时的加热温度为890℃，然后进行淬火，淬火时的加热温度为890℃，最后回火得到核电用p280gh碳钢锻件，回火的温度为620℃；
42、s6.检测：对步骤s5所得核电用p280gh碳钢锻件进行理化检测和无损检测。
43、实施例
44、核电用p280gh碳钢锻件，按照重量百分比计，由以下成分组成：c 0.17%，si0.15%，mn 1.35%，p 0.007%，s 0.005%，cr 0.15%，mo 0.1%，ni 0.5%，cu 0.17%，sn 0.01%，al 0.02%，其余为铁。
45、实施例3的制造方法包括以下步骤：
46、s1.电炉冶炼：配制原材料，将原材料置于电弧炉中，冶炼至温度达到1600℃时出钢得到钢液；
47、s2.炉外精炼：将步骤s1所得钢液置于lf炉中，精炼至1580℃时转移至真空脱气处理工位，真空脱气处理后浇注成电渣重熔用钢锭；
48、s3.电渣重熔：将步骤s2所得电渣重熔用钢锭置于气氛保护电渣炉中，重熔精炼得到钢锭；
49、s4.锻造：将步骤s3所得钢锭用液压机通过镦粗和拔长得到锻件，镦粗比为2，拔长比为1.5，总锻造比为3.5，开锻温度为1150℃，终锻温度为900℃；
50、s5.在工业电阻炉中进行热处理：将步骤s4所得锻件进行预备热处理，预备热处理时的加热温度为940℃，然后进行淬火，淬火时的加热温度为910℃，最后回火得到核电用p280gh碳钢锻件，回火的温度为630℃；
51、s6.检测：对步骤s5所得核电用p280gh碳钢锻件进行理化检测和无损检测。
52、实施例
53、核电用p280gh碳钢锻件，按照重量百分比计，由以下成分组成：c 0.18%，si0.25%，mn 1.4%，p 0.008%，s 0.004%，cr 0.25%，mo 0.06%，ni 0.3%，cu 0.15%，sn 0.025%，al 0.04%，其余为铁。
54、实施例4的制造方法包括以下步骤：
55、s1.电炉冶炼：配制原材料，将原材料置于电弧炉中，冶炼至温度达到1570℃时出钢得到钢液；
56、s2.炉外精炼：将步骤s1所得钢液置于lf炉中，精炼至1550℃时转移至真空脱气处理工位，真空脱气处理后浇注成电渣重熔用钢锭；
57、s3.电渣重熔：将步骤s2所得电渣重熔用钢锭置于气氛保护电渣炉中，重熔精炼得到钢锭；
58、s4.锻造：将步骤s3所得钢锭用液压机通过镦粗和拔长得到锻件，镦粗比为1.8，拔长比为1.7，总锻造比为3.5，开锻温度为1140℃，终锻温度为890℃；
59、s5.在工业电阻炉中进行热处理：将步骤s4所得锻件进行预备热处理，预备热处理时的加热温度为910℃，然后进行淬火，淬火时的加热温度为895℃，最后回火得到核电用p280gh碳钢锻件，回火的温度为625℃；
60、s6.检测：对步骤s5所得核电用p280gh碳钢锻件进行理化检测和无损检测。
61、对比例1
62、锻件的成分为：c 0.16%，si 0.2%，mn 1.3%，p 0.018%，s 0.012%，cr 0.2%，mo0.08%，ni 0.4%，cu 0.16%，sn 0.02%，al 0.03%，其余为铁；制备方法不包括电渣重熔步骤，锻造步骤采用拔长工艺，拔长比为3.5，对比例1属于传统工艺，p和s元素的含量均高于本发明限定的范围。
63、对比例2
64、锻件的成分为：c 0.16%，si 0.2%，mn 1.3%，p 0.018%，s 0.012%，cr 0.2%，mo0.08%，ni 0.4%，cu 0.16%，sn 0.02%，al 0.03%，其余为铁；制备方法中的锻造步骤采用拔长工艺，拔长比为3.5，与对比例1相比，对比例2增加了电渣重溶步骤。
65、对比例3
66、锻件的成分为：c 0.16%，si 0.2%，mn 1.3%，p 0.018%，s 0.012%，cr 0.2%，mo0.08%，ni 0.4%，cu 0.16%，sn 0.02%，al 0.03%，其余为铁；制备方法中的锻造步骤采用镦粗和拔长工艺，镦粗比为1.9，拔长比为1.6，与对比例1相比，对比例3减少了拔长比。
67、对比例4
68、锻件的成分为：c 0.16%，si 0.2%，mn 1.3%，p 0.006%，s 0.003%，cr 0.2%，mo0.08%，ni 0.4%，cu 0.16%，sn 0.02%，al 0.03%，其余为铁；制备方法中的锻造步骤采用拔长工艺，拔长比为3.5，与对比例1相比，对比例4减少了p、s元素的含量。
69、实验例一：发纹测试
70、将实施例1、对比例1-4制得的锻件分别依据gb/t10121-2008 《钢材塔形发纹磁粉检验方法》进行发纹测试，测试结果如表1所示。
71、 发纹条数（个） 发纹总长（mm） 实施例1 0 0 对比例1 6 36 对比例2 3 16 对比例3 2 12 对比例4 4 22
72、表1
73、由表1可以看出，实施例1的发纹条数和发纹总长均明显低于对比例1，表明本发明制得的核电用p280gh碳钢锻件具有较少的发纹。与对比例1相比，对比例2的发纹条数和发纹总长均明显减少，说明电渣重熔能有效去除夹杂物，减少发纹；与对比例1相比，对比例3的发纹条数和发纹总长均明显减少，说明减少拔长比能有效去除夹杂物，减少发纹；与对比例1相比，对比例4的发纹条数和发纹总长均有所减少，说明降低p、s的含量可有效去除夹杂物，减少发纹。
74、实验例二：力学性能测试
75、将实施例1-4制得的核电用p280gh碳钢锻件分别依据m1124标准标准进行力学性能测试，测试结果如表2所示。
76、表2
77、由表2可以看出，实施例1-4的室温规定塑性延伸强度、室温抗拉强度、0℃冲击吸收能量平均值均满足标准要求，表明本发明制得的核电用p280gh碳钢锻件具有较好的力学性能。
78、上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。