專利名稱：一種核島主管道的鍛造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種核島主管道的鍛造方法。
背景技術(shù)：
根據(jù)我國(guó)中長(zhǎng)期核電發(fā)展規(guī)劃，到2020年我國(guó)核能發(fā)電總量將達(dá)到4000萬千瓦。為了適應(yīng)我國(guó)核電發(fā)展的速度，我國(guó)正在積極研究核島中各個(gè)關(guān)鍵設(shè)備的制造工藝。壓水堆核電站反應(yīng)堆冷卻系統(tǒng)，又稱“一回路”是位于核島內(nèi)的核一級(jí)設(shè)備系統(tǒng)，承擔(dān)著將反應(yīng)堆產(chǎn)生的熱量傳送給蒸汽發(fā)生器的功能。由于一回路冷卻劑直接進(jìn)出核反應(yīng)堆，具有放射性污染，因此對(duì)其可靠性的要求很高。
由于一回路主管道是核安全一級(jí)設(shè)備，要承受280 320°C、150 160大氣壓和腐蝕性介質(zhì)，因此對(duì)材料和缺陷的控制要求很高，管道必須一次鑄造完成，并進(jìn)行后續(xù)熱處理和機(jī)加工等，在各環(huán)節(jié)都要保證組織、性能、尺寸、精度滿足要求?，F(xiàn)有技術(shù)中的離心鑄造工藝無法滿足上述要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠消除核島主管道內(nèi)部缺陷，提高核島主管道安全使用壽命以及耐腐蝕性的核島主管道的制造方法。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的核島主管道的制造方法包括以下步驟(I)選材，選擇具有如下重量百分比的鋼錠C彡0. 35 %，Si彡0. 80 %，Sn^ 2. 00%, P ^ 0. 020%, S ^ 0. 015%, 11. 50% ^ Ni ^ 12. 50%, 17. 00 ^ Gr ^ 18. 20%,2. 25 % ^ Mo ^ 2. 75 %, N ^ 0. 080 %, B ^ 0. 0010 %, Cu ^ 0. 50 %, Co ^ 0. 10 %,Ta ^ 0. 15%,余量為Fe和雜質(zhì)；(2)裝爐第一次加熱，將選用的鋼錠裝入室式天然氣加熱爐中進(jìn)行加熱，加熱溫度為1250 1280°C，并在該1250 1280°C溫度范圍內(nèi)保溫5 6小時(shí)；(3)鍛造，在8MN液壓機(jī)上對(duì)加熱后的鋼錠進(jìn)行兩次鐓拔，保證第一次鐓拔比為
I.3彡鐓粗比彡I. 5，I. I彡拔長(zhǎng)比彡I. 3，第二次鐓拔比為1.0彡鐓粗比彡1.2,0. 8長(zhǎng)比彡I. 0，并保證始鍛溫度為1250 1280°C，終鍛溫度彡8500C ；(4)裝爐第二次加熱，將鍛造后的鋼錠裝入室式天然氣加熱爐中進(jìn)行加熱，加熱溫度為1050 1100°C，并在該1050 1100°C溫度范圍內(nèi)保溫不超過2 3小時(shí)；(5)鍛壓成型，將步驟(4)中所得的鋼錠在8MN液壓機(jī)上鍛壓成符合尺寸的鍛件；(6)熱處理，將步驟(5)所得的鍛件加熱到920 980°C，并在該920 980°C溫度范圍內(nèi)保溫6 10小時(shí)，然后將鍛件空冷至室溫；(7)涂層，在步驟(6)所得的鍛件的表面涂上鋯合金，該鋯合金含有0. 5 2. Owt的 Nb,0. 025 0. 08wt 的 Cr,0. 03 0. 14wt 的 Ni,0. 7 I. 5wt 的 Sn,0. 07 0. 14wt 的Fe，其余為Zr。優(yōu)選地，步驟(2)中，從點(diǎn)火直到升溫至1260°C，升溫速度彡1800C /h，如此能夠使鍛件內(nèi)部缺陷基本消除；優(yōu)選地，步驟⑵中加熱溫度為1260 1270°C ；優(yōu)選地，步驟(3)中第一次鐓拔比為1.35彡鐓粗比彡1.45,1. 15彡拔長(zhǎng)比(I. 25，第二次鐓拔比為1. 05彡鐓粗比彡I. 15,0. 85彡拔長(zhǎng)比彡0. 95 ；優(yōu)選地，步驟⑷中加熱溫度為1070 1080°C ；優(yōu)選地，步驟(6)中將鍛件加熱到950 960°C ；優(yōu)選地，步驟(7)中涂層還包括0. 02 0. 2wt的Cu，0. 35 I. Owt的Si。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明的核島主管道的制造方法通過將耐高溫、抗腐蝕性良好的鋼錠前期高溫加熱鍛壓焊合內(nèi)部缺陷，后期低溫加熱成型細(xì)化內(nèi)部組織，能夠達(dá)到相 關(guān)的超聲波探傷要求及晶粒度要求，同時(shí)在主管道的表面涂敷具有優(yōu)異耐腐蝕性的合金，進(jìn)一步提高其各項(xiàng)性能，從而有效的保證核島主管道的安全可靠性。
具體實(shí)施例方式為了更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。實(shí)施例I :本發(fā)明的核島主管道的制造方法包括以下步驟(I)選材，選擇具有如下重量百分比的鋼錠C彡0. 35 %，Si彡0. 80 %，Sn^ 2. 00%, P ^ 0. 020%, S ^ 0. 015%, 11. 50% ^ Ni ^ 12. 50%, 17. 00 ^ Gr ^ 18. 20%,2. 25 % ^ Mo ^ 2. 75 %, N ^ 0. 080 %, B ^ 0. 0010 %, Cu ^ 0. 50 %, Co ^ 0. 10 %,Ta^ 0. 15%,余量為Fe和雜質(zhì)；該組分的鋼錠耐高溫、抗腐蝕性好,經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)證明是核島主管道的最佳材料。鋼錠為圓柱形，其直徑①彡650mm;(2)裝爐第一次加熱，將選用的鋼錠裝入室式天然氣加熱爐中進(jìn)行加熱，加熱溫度為1260°C，并在該1260°C溫度范圍內(nèi)保溫6小時(shí)，其中鋼錠從點(diǎn)火直到升溫至1260°C，升溫速度 < 180 0C /h ；(3)鍛造，在8MN液壓機(jī)上對(duì)加熱后的鋼錠進(jìn)行兩次鐓拔，保證第一次鐓拔比為鐓粗比為I. 3，拔長(zhǎng)比為I. 1，第二次鐓拔比為鐓粗比為1.0，拔長(zhǎng)比為0.8，并保證始鍛溫度為1260°C，終鍛溫度彡8500C ；(4)裝爐第二次加熱，將鍛造后的鋼錠裝入室式天然氣加熱爐中進(jìn)行加熱，加熱溫度為1070°C，并在該1070°C溫度范圍內(nèi)保溫不超過3小時(shí)；(5)鍛壓成型，將步驟(4)中所得的鋼錠在8MN液壓機(jī)上鍛壓成符合尺寸的鍛件；(6)熱處理，對(duì)步驟(5)所得的鍛件進(jìn)行正火處理，即將鍛件加熱到950°C，并在該950°C溫度范圍內(nèi)保溫6小時(shí)，然后將鍛件空冷至室溫；(7)涂層，在步驟(6)所得的鍛件的表面涂上鋯合金，該鋯合金含有0. 5 2. Owt的 Nb,0. 025 0. 08wt 的 Cr,0. 03 0. 14wt 的 Ni,0. 7 I. 5wt 的 Sn,0. 07 0. 14wt 的Fe，其余為Zr。實(shí)施例2 本發(fā)明的核島主管道的制造方法包括以下步驟(I)選材，選擇具有如下重量百分比的鋼錠C彡0. 35 %，Si彡0. 80 %，Sn^ 2. 00%,P ^O. 020%, S ^O. 015%, 11. 50%^ Ni ^ 12. 50%, 17. 00 ^ Gr ^ 18. 20%,2. 25 % ^ Mo ^ 2. 75 %, N ^ 0. 080 %, B ^ 0. 0010 %, Cu ^ 0. 50 %, Co ^ 0. 10 %,Ta ^0. 15%,余量為Fe和雜質(zhì)；該組分的鋼錠耐高溫、抗腐蝕性好,經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)證明是核島主管道的最佳材料。鋼錠為圓柱形，其直徑①彡600mm ；(2)裝爐第一次加熱，將選用的鋼錠裝入室式天然氣加熱爐中進(jìn)行加熱，加熱溫度為1270°C，并在該1270°C溫度范圍內(nèi)保溫6小時(shí)，其中鋼錠從點(diǎn)火直到升溫至1270°C，升溫速度< 160°C /h ；(3)鍛造，在8MN液壓機(jī)上對(duì)加熱后的鋼錠進(jìn)行兩次鐓拔，保證第一次鐓拔比為繳粗比為I. 4,拔長(zhǎng)比為I. 2,第二次繳拔比為繳粗比為I. I,拔長(zhǎng)比為0. 9,始鍛溫度為1270°C，終鍛溫度彡8500C ；(4)裝爐第二次加熱，將鍛造后的鋼錠裝入室式天然氣加熱爐中進(jìn)行加熱，加熱溫 度為1080°C，并在該1080°C溫度范圍內(nèi)保溫不超過3小時(shí)；(5)鍛壓成型，將步驟(4)中所得的鋼錠在8MN液壓機(jī)上鍛壓成符合尺寸的鍛件；(6)熱處理，對(duì)步驟(5)所得的鍛件進(jìn)行正火處理，即將鍛件加熱到960°C，并在該960°C溫度范圍內(nèi)保溫6小時(shí)，然后將鍛件空冷至室溫；(7)涂層，在步驟(6)所得的鍛件的表面涂上鋯合金，該鋯合金含有0. 5 2. Owt的 Nb,0. 025 0. 08wt 的 Cr,0. 03 0. 14wt 的 Ni,0. 7 I. 5wt 的 Sn,0. 07 0. 14wt 的Fe，其余為Zr。實(shí)施例3 本發(fā)明的核島主管道的制造方法包括以下步驟(I)選材，選擇具有如下重量百分比的鋼錠C彡0. 35 %，Si彡0. 80 %，Sn 彡 2. 00%，P^O. 020%, S^O. 015%, 11. 50%^ Ni ^ 12. 50%, 17. 00 ^ Gr ^ 18. 20%,2. 25%彡 Mo ( 2. 75%,N ^ 0. 080%,B ^ 0. 0010%,Cu ( 0. 50%,Co ( 0. 10%，余量為 Fe和雜質(zhì)；該組分的鋼錠耐高溫、抗腐蝕性好，經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)證明是核島主管道的最佳材料。鋼錠為圓柱形，其直徑O彡600mm ；(2)裝爐第一次加熱，將選用的鋼錠裝入室式天然氣加熱爐中進(jìn)行加熱，加熱溫度為1250°C，并在該1250°C溫度范圍內(nèi)保溫6小時(shí)，其中鋼錠從點(diǎn)火直到升溫至1250°C，升溫速度 < 180 0C /h ；(3)鍛造，在8MN液壓機(jī)上對(duì)加熱后的鋼錠進(jìn)行兩次鐓拔，保證第一次鐓拔比為繳粗比為I. 4,拔長(zhǎng)比為I. 2,第二次繳拔比為繳粗比為I. I,拔長(zhǎng)比為0. 9,始鍛溫度為1250°C，終鍛溫度彡8500C ；(4)裝爐第二次加熱，將鍛造后的鋼錠裝入室式天然氣加熱爐中進(jìn)行加熱，加熱溫度為1100°C，并在該1100°C溫度范圍內(nèi)保溫不超過3小時(shí)；(5)鍛壓成型，將步驟(4)中所得的鋼錠在8MN液壓機(jī)上鍛壓成符合尺寸的鍛件；(6)熱處理，對(duì)步驟(5)所得的鍛件進(jìn)行正火處理，即將鍛件加熱到960°C，并在該960°C溫度范圍內(nèi)保溫6小時(shí)，然后將鍛件空冷至室溫；(7)涂層，在步驟(6)所得的鍛件的表面涂上鋯合金，該鋯合金含有0. 5 2. Owt的 Nb,0. 025 0. 08wt 的 Cr,0. 03 0. 14wt 的 Ni,0. 7 I. 5wt 的 Sn,0. 07 0. 14wt 的Fe，0. 02 0. 2wt 的 Cu，0. 35 I. Owt 的 Si，其余為 Zr。
實(shí)施例4 本發(fā)明的核島主管道的制造方法包括以下步驟(I)選材，選擇具有如下重量百分比的鋼錠C彡0. 35 %，Si彡0. 80 %，Sn^ 2. 00%, P ^ 0. 020%, S ^ 0. 015%, 11. 50% ^ Ni ^ 12. 50%, 17. 00 ^ Gr ^ 18. 20%,
2.25%彡 Mo ( 2. 75%,N ^ 0. 080%,B ( 0. 0010%,Cu ( 0. 50%,Co ( 0. 10%，余量為 Fe和雜質(zhì)；該組分的鋼錠耐高溫、抗腐蝕性好，經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)證明是核島主管道的最佳材料。鋼錠為圓柱形，其直徑O彡600mm ；
(2)裝爐第一次加熱，將選用的鋼錠裝入室式天然氣加熱爐中進(jìn)行加熱，加熱溫度為1280°C，并在該1280°C溫度范圍內(nèi)保溫5小時(shí)，其中鋼錠從點(diǎn)火直到升溫至1280°C，升溫速度 < 180 0C /h ；(3)鍛造，在8MN液壓機(jī)上對(duì)加熱后的鋼錠進(jìn)行兩次鐓拔，保證第一次鐓拔比為繳粗比為I. 4,拔長(zhǎng)比為I. 2,第二次繳拔比為繳粗比為I. I,拔長(zhǎng)比為0. 9,始鍛溫度為1280°C，終鍛溫度彡8500C ；(4)裝爐第二次加熱，將鍛造后的鋼錠裝入室式天然氣加熱爐中進(jìn)行加熱，加熱溫度為1050°C，并在該1050°C溫度范圍內(nèi)保溫不超過2小時(shí)；(5)鍛壓成型，將步驟(4)中所得的鋼錠在8MN液壓機(jī)上鍛壓成符合尺寸的鍛件；(6)熱處理，對(duì)步驟(5)所得的鍛件進(jìn)行正火處理，即將鍛件加熱到960°C，并在該960°C溫度范圍內(nèi)保溫6小時(shí)，然后將鍛件空冷至室溫；(7)涂層，在步驟(6)所得的鍛件的表面涂上鋯合金，該鋯合金含有0. 5 2. Owt的 Nb,0. 025 0. 08wt 的 Cr,0. 03 0. 14wt 的 Ni,0. 7 I. 5wt 的 Sn,0. 07 0. 14wt 的Fe，其余為Zr。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不以本發(fā)明為限制，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種核島主管道的鍛造方法，其特征在于，所述鍛造方法包括以下步驟 (1)選材，選擇具有如下重量百分比的鋼錠C^ 0. 35%, Si ^ 0. 80%, Sn ^ 2. 00%,P ^ 0. 020 %, S ^ 0. 015 %, 11. 50 % ^ Ni ^ 12. 50 %, 17. 00 ^ Gr ^ 18. 20 %,2. 25 %≤ Mo ≤ 2. 75%, N≤ 0. 080%, B ≤ 0. 0010%, Cu ( 0. 50%, Co ( 0. 10%, Ta ( 0. 15%,余量為Fe和雜質(zhì)； (2)裝爐第一次加熱，將選用的鋼錠裝入室式天然氣加熱爐中進(jìn)行加熱，加熱溫度為1250 1280°C，并在該1250 1280°C溫度范圍內(nèi)保溫5 6小時(shí)； (3)鍛造，在8MN液壓機(jī)上對(duì)加熱后的鋼錠進(jìn)行兩次鐓拔，保證第一次鐓拔比為1.3 <鐓粗比≤I. 5,1. I≤拔長(zhǎng)比≤I. 3，第二次鐓拔比為1.0≤鐓粗比≤1.2，0. 8≤拔長(zhǎng)比(I. 0，并保證始鍛溫度為1250 1280°C，終鍛溫度≤8500C ； (4)裝爐第二次加熱，將鍛造后的鋼錠裝入室式天然氣加熱爐中進(jìn)行加熱，加熱溫度為1050 1100°C，并在該1050 1100°C溫度范圍內(nèi)保溫不超過2 3小時(shí)； (5)鍛壓成型，將步驟(4)中所得的鋼錠在8MN液壓機(jī)上鍛壓成符合尺寸的鍛件； (6)熱處理，將步驟(5)所得的鍛件加熱到920 980°C，并在該920 980°C溫度范圍內(nèi)保溫6 10小時(shí)，然后將鍛件空冷至室溫； (7)涂層，在步驟(6)所得的鍛件的表面涂上鋯合金，該鋯合金含有0.5 2. Owt的Nb，0.025 0. 08wt 的 Cr,0. 03 0. 14wt 的 Ni, 0. 7 I. 5wt 的 Sn,0. 07 0. 14wt 的 Fe,其余為Zr。
2.如權(quán)利要求I所述的鍛造方法，優(yōu)選地，步驟⑵中，從點(diǎn)火直到升溫至1260°C，升溫速度< 180°C /h，如此能夠使鍛件內(nèi)部缺陷基本消除。
3.如權(quán)利要求I所述的鍛造方法，優(yōu)選地，步驟(2)中加熱溫度為1260 1270°C； 優(yōu)選地，步驟(3)中第一次鐓拔比為1. 35≤鐓粗比≤1.45,1. 15≤拔長(zhǎng)比≤I. 25，第二次鐓拔比為1. 05≤鐓粗比≤I. 15，0. 85≤拔長(zhǎng)比≤0. 95。
4.如權(quán)利要求I所述的鍛造方法，優(yōu)選地，步驟⑷中加熱溫度為1070 1080°C。
5.如權(quán)利要求I所述的鍛造方法，優(yōu)選地，步驟￠)中將鍛件加熱到950 960°C。
6.如權(quán)利要求I所述的鍛造方法，優(yōu)選地，步驟(7)中涂層還包括0.02 0. 2wt的Cu，,0.35 I. Owt 的 Si。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種核島主管道的鍛造方法，包括以下步驟(1)選材；(2)裝爐第一次加熱；(3)鍛造；(4)裝爐第二次加熱；(5)鍛壓成型；(6)熱處理；(7)涂層，在步驟(6)所得的鍛件的表面涂上鋯合金，該鋯合金含有0.5～2.0wt的Nb，0.025～0.08wt的Cr，0.03～0.14wt的Ni，0.7～1.5wt的Sn，0.07～0.14wt的Fe，其余為Zr。本發(fā)明的核島主管道的制造方法通過將耐高溫、抗腐蝕性良好的鋼錠前期高溫加熱鍛壓焊合內(nèi)部缺陷，后期低溫加熱成型細(xì)化內(nèi)部組織，能夠達(dá)到相關(guān)的超聲波探傷要求及晶粒度要求，同時(shí)在主管道的表面涂敷具有優(yōu)異耐腐蝕性的合金，進(jìn)一步提高其各項(xiàng)性能，從而有效的保證核島主管道的安全可靠性。
文檔編號(hào)B21K1/14GK102699263SQ20121021135
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月26日
發(fā)明者汪新華, 葛艷明, 袁志偉, 許英明 申請(qǐng)人:江蘇金源鍛造股份有限公司