閥體鍛件制造工藝介紹

用于特殊工況的閥體鍛件其使用安全等級為核 一級, 質保一級, 設計使用壽命達30 年。因此要 求閥體用高性能不銹鋼鍛件, 應該具有高純度、低 缺陷、低偏析、細晶粒和優良的高溫機械性能以及 良好的耐蝕性, 同時具有一定比例的α相存在。但 是, 現有奧氏體鋼的力學性能無法滿足制造工藝的 技術要求, 所以研究其制造工藝是非常重要的。

閥體鍛件對鋼的化學成分有嚴格的要求。選用鎳板的鈷含量應< 01050 % , 對基本爐料 嚴格控制微量元素Zn、Sn、Sb、Bi 和As〔1〕, 以保 證鋼的高溫強度和防止低熔點共晶相而引起的熱脆 性。將電弧爐熔化后的鋼液轉入VOD 爐精煉。冶 煉中, 真空缶的壓力為0113 ×103 ～012 ×103Pa,根據不同熔煉期碳含量變化相應調整氧的吹入量。 氧的吹入量控制在600～400nm3/ h 。在鋼液中的碳 接近0105 %時停止吹氧, 通入氬氣攪拌, 促進鋼 液中[C] 和[O ] 反應, 使鋼液中的[ C] 小于 0104 % , 鋼液中的氮隨著氬氣泡的形成而一同逸出 鋼液, 從而達到降氮效果。用氧濃差電極測定鋼中 [O] 含量為01038 % , 將造渣材料CaO、CaF 和還 原劑Si - Ca 先后加入鋼液中, 在還原結束時鋼液 中加入鋁終脫氧, 經15min 脫氧后測定鋼液中 [O] 含量是為01002 %。在VOD 爐冶煉中達到了 降碳脫氧和去除鋼液中氮的效果。在澆注中采用了 防護與濾渣相關措施鑄成4t 重的八角錠。對VOD 爐冶煉的鋼錠取樣分析, 鋼錠的化學成分 滿足工藝要求。

由于含鈦的奧氏體不銹鋼在澆注時鋼液的流動性較差, 影響鋼錠的表面質量, 也給鍛造帶來一定 困難。閥體鍛件用的奧氏體不銹鋼要求具有4 %～ 12 %的α相, 由于α和γ兩種相的高溫形變抗力不同, 在鍛造過程中如果鍛造溫度和鍛比控制不當很 容易在相界產生內部裂紋而使鍛件報廢。所以選擇 合理的鍛造溫度與鍛比尤為重要。

經過大量的試驗, 研制出高性能的 0Cr18Ni10Ti 鋼制造的閥體鍛件, 該鍛件由于采用 形變與再結晶工藝, 使鍛造中產生的大量位錯得以 保留, 為獲得均勻的組織和細小的晶粒創造了有利 條件。另外, 在制造工藝中除了從原材料控制微量 元素Zn、Sn、Sb、Bi 和As 外, 應對鋼中間隙元素 C、N 和O 加以限制。在澆注時采取防護及濾渣等 工藝防止氧化物的產生和夾雜物進入鋼中, 保證了 鍛件具有高純度和較高的綜合性能, 驗證了冶金工 藝和鍛造工藝的合理性。

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