Sxq550d-z35固定导叶用锻造厚板的制造方法
【专利摘要】本发明公开一种SXQ550D?Z35固定导叶用锻造厚板的制造方法，通过合理控制化学成分、优化锻造和调质热处理工艺解决SXQ550D?Z35钢存在低温冲击偏低、焊接延迟裂纹等质量问题。通过严格控制对淬透性和晶粒度有重大影响的化学成分碳、锰、铝、铬、镍、钒、钼的窄成分范围，达到具有较高淬透性和细小晶粒的作用；严格执行冶炼工艺提高钢的纯净度；通过采用水淬工艺及合理回火工艺，达到获得细小晶粒的优良组织及力学性能的双重目的。本发明优点在于：通过本制造方法，生产出完全达到技术要求的调质锻件，解决了固定导叶用用SXQ550D?Z35厚板的低温冲击偏低、焊接延迟裂纹等质量问题。
【专利说明】
SXQ巧0D-Z35固定导叶用锻造厚板的制造方法
技术领域
[0001] 本发明属于金属材料领域，具体设及一种SXQ550D-Z35固定导叶用锻造厚板的制 造方法。
【背景技术】
[0002] SXQ550D-Z35钢主要应用于峡工程"水轮机固定导叶用钢，原为国外进口钢板。 因调质SXQ550D-Z35固定导叶在焊接状态下进行使用，锻件调质后的机械性能不仅要求有 较高的强度，并且要求有较高的低溫冲击初性，固定导叶用用SXQ550D-Z35厚板存在低溫冲 击偏低、焊接延迟裂纹等质量问题。为确保产品的加工使用和安全运行，在提高材料力学性 能，特别是在提高低溫冲击初性的前提下，必须改善材料的焊接性能，需要对材料碳当量 CEV进行调整，对钢材的化学成分范围严格控制、优化锻造和调质工艺。对国内、外文献检索 均未查到相关锻造和调质方面有价值的信息和相关研究工作。
【发明内容】
[0003] 本发明公开一种SXQ550D-Z35固定导叶用锻造厚板的制造方法，通过合理的化学 成分控制、优化锻造和调质热处理工艺解决SXQ550D-Z35钢存在低溫冲击偏低、焊接延迟裂 纹等质量问题。
[0004] 为实现上述目的，本发明采用W下技术方案：
[0005] -、发明思路:化学成分设计的难点在于既要保证钢材的强度、塑初性和晶粒度， 同时还要必须保证钢的焊接性能。①严格控制对泽透性和晶粒度有重大影响的化学成分 碳、儘、侣、铭、儀、饥、钢的窄成分范围、严格执行冶炼工艺，保证钢的纯净度，W避免锻件焊 接后产生延迟裂纹，影响焊接后母材热影响区的力学性能；②通过采用水泽工艺及合理回 火工艺，达到获得细小晶粒的优良组织及良好力学性能的双重目的。
[0006] 二、工艺路线:转炉一 LF 一畑一铸锭一台车炉加热一 3500快锻机锻造一正火加回 火^表面粗加工^超声波探伤^调质热处理。
[0007] 1、炼钢工艺
[000引过)化学成分:SXQ550D-Z35钢化学成分内控标准，见表1。
[0009] 表1 SXQ550D-Z35钢化学成分
[0010]
[0011] 间转炉工艺:配料选用优质废钢和铁水，出钢溫度：1620°C~1690°C，出钢憐不大 于0.008 %，出钢过程加侣锭150kg~200kg，加娃-儘合金750kg~950kg，严禁下氧化渣。
[001 ^ 间1。炉精炼工艺:全程采用碳粉+A1粉扩散脱氧，白渣保持时间不少于30min;出钢 溫度不小于1620°C，S不大于0.004%。
[0013] (4)RH处理工艺:极限真空度不大于67化;极限真空保持时间不少于15min;解除真 空后弱吹氣时间不少于20min。
[0014] 间模铸工艺:氣气保护诱注，诱注溫度:1555 °C~1565 °C，钢锭采用低溫红转。
[00巧]2、锻造工艺
[0016] 钢锭缓冷至200°C W下可W装炉，加热溫度1200°C~1220°C，保持化~lOh，钢锭至 少进行二鐵二拔，开锻溫度1050°C，保证切除量：钢锭头部不小于15%，钢锭尾部不小于 5% ;中间巧加热溫度：1180°C~1200°C，保溫时间大于化，终锻溫度不小于850°C。
[0017] 3、调质工艺
[001引（1牌火工艺:将锻件加热到650°C±l(rC，保溫地~化，然后W不大于100°CA升溫 至|J920°C ± 10°C，均溫后保溫地，然后出炉水泽；
[0019] 间回火工艺:将锻件加热到300°C ± 50°C，保溫化，然后不大于30°C A升溫到600°C ±5°C，保溫25h，然后W不大于30°C A降溫到500°C出炉空冷。
[0020] 本发明的优点和创新点在于：
[0021] 1、提高纯净度
[0022] 为保证SXQ550D-Z35固定导叶锻件力学性能，需要使用15吨W上的大锭型进行生 产，保证加工比，而大锭冶炼易存在夹杂问题，为提高钢水纯净度，关键控制炼钢工艺的W 下Ξ个环节：
[0023] (1)LF炉白渣时间不少于30min。
[0024] 间真空处理后，弱吹氣不少于20min，W不露钢液面为准，使夹杂物和气体充分上 浮。
[00巧]间诱注溫度:1555°C~1565Γ，合理控制诱注速度，采用氣气保护诱注。
[00%]通过超声波探伤检验，锻件的超声波检验完全满足标准要求，证明本工艺完全满 足标准要求。
[0027] 2、保证力学性能
[0028] 用户对力学性能的要求如下：锻件经泽火+回火调质处理后，在距纵和切端面各 100mm，并在1/2板厚和1/4厚度位置分别取样检验锻件的横向力学性能，力学性能应符合表 2的规定。
[0029] 表2锻件横向力学性能
[0030]
[0031] 3、独特的调质工艺
[0032] 锻件通过采用合理的水泽工艺及回火工艺，达到获得优良组织及力学性能，使锻 件的力学性能及焊后母材热影响区的力学性能均满足标准要求。
[0033] 本发明有益效果在于:通过严格控制化学成分内控指标，关键控制炼钢工艺，保证 钢的泽透性，采用独特的锻造工艺及调质工艺，获得细小晶粒的优良组织，使锻件的力学性 能及焊后母材热影响区的力学性能均满足技术要求;解决了固定导叶用用SXQ550D-Z35厚 板的低溫冲击偏低、焊接延迟裂纹等质量问题。
【附图说明】
[0034] 下面结合附图和【具体实施方式】对发明做详细说明。
[00巧]图1是SXQ550D-Z35锻件调质热处理曲线图。
【具体实施方式】
[0036] 实施例1
[0037] 炉号：15103523053,锻件成品规格:厚度280mmX宽度1605mm X长度2000mm，锻比 12.3。
[003引工艺流程:转炉一 LF 一 RH 一铸锭一 3500快锻机锻造一正火加回火一表面粗加工一 超声波探伤^调质热处理。
[0039] 1、炼钢工艺
[0040] (11化学成分:钢的化学成分(烙炼分析)见表3。
[0041] 表3钢的化学成分(烙炼分析）
[0042]
[0043] 间转炉工艺：出钢溫度：162rC，出钢憐:0.008%，出钢过程加侣锭180kg，加娃-儘 合金750kg，未下氧化渣；
[0044] 间LF精炼工艺:扩散脱氧加入碳粉40kg，白渣保持时间35min，出钢溫度165TC， 硫:0.00!%;
[0045] (4)RH真空处理工艺:真空度不大于67化，保持时间15min，真
[0046] 空脱气后弱吹氣20min;
[0047] 间诱注工艺:诱注溫度1565°C，诱注锭型15.24吨，氣气保护0.6MPa。
[004引 2、锻造工艺
[0049] 钢锭加热溫度1210±10°C，保溫lOh，钢锭二次鐵拔，钢锭头部切除量15%，钢锭尾 部切除量5.5% ;中间巧加热溫度1190± 10°C，保溫时间为3.化，终锻溫度870°C ± 10°C。 [0化0] 3、调质工艺
[00引](1牌火工艺：将锻件加热到650°C±l(rC，保溫地，然后W80°C/h升溫到920°C，均 溫后保溫地，然后出炉水泽。
[0化2] 间回火工艺：将锻件加热到300Γ ± 50Γ，保溫化，然后W30 Γ A升溫到600Γ，均 溫后保溫25h,然后W30 C/h降溫到500 C出炉至冷。
[0化3] 4、生产检验结果
[0054] 力学性能检验结果见表4
[0055] 表4力学性能检验结果
[0化6]
[0化7] 弯曲：合格 [005引超声波探伤:合格 [0化9] 实施例2
[0060] 炉号：15104056390，锻件成品规格:厚度280mmX宽度1605mmX长度2000mm，锻比 12.3。
[0061 ] 工艺流程:转炉一 LF 一 RH 一铸锭一 3500快锻机锻造一正火加回火一表面粗加工一 超声波探伤^调质热处理。
[006^ 1、炼钢工艺
[0063] (1)化学成分:钢的化学成分(烙炼分析)见表5。
[0064] 表5钢的化学成分(烙炼分析）
[00 化]
[0066] 间转炉工艺：出钢溫度：1680°C，出钢憐:0.005%，出钢过程加侣锭180kg，加娃-儘 合金800kg，未下氧化渣；
[0067] 间LF精炼工艺:扩散脱氧加入碳粉30kg，白渣保持时间38min，出钢溫度1620°C， 硫:0.003% ;
[006引（4)RH真空处理工艺：真空度不大于67Pa，保持时间15min，真空脱气后弱吹氣 20min；
[0069] 间诱注工艺:诱注溫度1555°C，诱注锭型18.24吨，氣气保护0.6MPa。
[0070] 2、锻造工艺
[0071 ] 钢锭加热1210 ± 10°C，保溫1化，钢锭二次鐵拔，钢锭头部切除量16 %，钢锭尾部切 除量5.5 % ;中间巧加热1190 ± 1 (TC，保溫时间为3.化，终锻溫度(880 ± 10rC。
[0072] 3、调质工艺
[007；3] (1牌火工艺：将锻件加热到650°C±l(rC，保溫地，然后W80°C/h升溫到920°C，均 溫后保溫地，然后出炉水泽。
[0074] 间回火工艺：将锻件加热到300°C ±50°C，保溫化，然后W30°C A升溫到600°C，均 溫后保溫25h，然后W30°CA降溫到500°C出炉空冷。
[00巧]4、生产检验结果
[0076] 力学性能检验结果见表6。
[0077] 表6力学性能检验结果 [007引
[0079] 弯曲：合格 [0080]超声波探伤:合格。
【主权项】
1. 一种SXQ550D-Z35固定导叶用锻造厚板的制造方法，其特征在 于，所述工艺路线：转炉-LF-RH-铸锭-台车炉加热-3500快锻机锻造-正火加回 火-表面粗加工-超声波探伤-调质热处理； 所述炼钢工艺： 转炉工艺:配料选用优质废钢和铁水，出钢温度：1620°C~ 1690°C，出钢磷不大于0.008%，出钢过程加铝锭180kg，加硅-锰合金750kg~800kg，严 禁下氧化渣； LF炉精炼工艺:全程采用碳粉+A1粉扩散脱氧，白渣保持时间 不少于30min;出钢温度不小于1620°C，S不大于0.004%; RH处理工艺:极限真空度不大于67Pa;极限真空保持时间不 少于15min;解除真空后弱吹氩时间不少于20min，以不露钢液面为准，使夹杂物和气体 充分上浮； ⑷浇注温度：1555°C~1565°C，合理控制浇注速度，采用氩气保护浇注； (5)模铸工艺:氩气保护浇注，浇注温度：1555°C~1565°C，钢锭采用低温红转； 所述锻造工艺： 钢锭缓冷至200°C以下可以装炉，加热温度1200°C~1220°C，保持8h~10h，钢锭至少进 行二镦二拔，开锻温度1050°C，保证切除量:钢锭头部不小于15%，钢锭尾部不小于5%;中间 坯加热温度：1180°C~1200°C，保温时间大于3h，终锻温度不小于850°C ; 所述调质工艺： ⑴淬火工艺:将锻件加热到6501：±1()°(：，保温411~511，然 后以不大于l〇〇°C/h升温到920°C±10°C，均温后保温4h，然后出炉水淬； ⑵回火工艺：将锻件加热到300 °C ± 50°C，保温3h，然后不大于30 °C/h升温到600 °C ± 5 °C，均温后保温25h，然后以不大于30 °C /h降温到500 °C出炉空冷。2. 根据权利要求1所述SXQ550D-Z35固定导叶用锻造厚板的制造方法，其特征在于， 所述炼钢工艺： ⑴转炉工艺：出钢温度：1621°C，出钢磷:0.008%，出钢过程加铝锭180kg，加硅-锰合金 750kg，未下氧化渣； LF精炼工艺:扩散脱氧加入碳粉40kg，白渣保持时间35 min，出钢温度 1651°C，硫:0.001%; RH真空处理工艺:真空度不大于67Pa，保持时间15 min，真 空脱气后弱吹氣20 min; ⑷浇注工艺:浇注温度1565 °C，浇注锭型15.24吨，氩气保护0.6MPa; 所述锻造工艺 钢锭加热温度1210 ± 10°C，保温10h，钢锭二次镦拔，钢锭头部切除量15%，钢锭尾部切 除量5.5%;中间坯加热温度1190 ± 10°C，保温时间为3.5h，终锻温度870°C ± 10°C ; 所述调质工艺 ⑴淬火工艺：将锻件加热到650°C±10°C，保温4h，然后以80°C/h升温到920°C，均温后 保温4h，然后出炉水淬； ⑵回火工艺:将锻件加热到300°C±50°C，保温3h，然后以30°C/h升温到600°C，均温后 保温25h，然后以30 °C /h降温到500 °C出炉空冷。3.根据权利要求1所述SXQ550D-Z35固定导叶用锻造厚板的制造方法，其特征在于， 所述炼钢工艺： ⑴转炉工艺：出钢温度：1680°C，出钢磷:0.005%，出钢过程加铝锭180kg，加硅-锰合金 800kg，未下氧化渣； ⑵LF精炼工艺:扩散脱氧加入碳粉30kg，白渣保持时间38 min，出钢温度 1620 °C，硫:0.003%; (3)RH真空处理工艺:真空度不大于67Pa，保持时间15 min，真 空脱气后弱吹氣20 min; 浇注工艺:浇注温度1555 °C，浇注锭型18.24吨，氩气保护0.6MPa; 所述锻造工艺 钢锭加热温度1210 ± 10°C，保温1 lh，钢锭二次镦拔，钢锭头部切除量16%，钢锭尾部切 除量5.5%;中间坯加热温度1190 ± 10°C，保温时间为3.5h，终锻温度880°C ± 10°C ; 所述调质工艺 ⑴淬火工艺：将锻件加热到650°C±10°C，保温4h，然后以80°C/h升温到920°C，均温后 保温4h，然后出炉水淬； ⑵回火工艺:将锻件加热到300°C±50°C，保温3h，然后以30°C/h升温到600°C，均温后 保温25h，然后以30 °C /h降温到500 °C出炉空冷。
【文档编号】C22C38/06GK106011619SQ201610396324
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月7日
【发明人】郝锡秀, 蒋大伟, 逯伟, 王洋, 刘波, 丛杰, 张志兴, 陈洋, 张宇, 赵宇光, 相丞, 郭东旭, 刘作政, 陈长西, 乔兵, 吕学飞, 李忠之, 张颖, 蒋飞飞
【申请人】东北特钢集团大连特殊钢有限责任公司