專(zhuān)利名稱(chēng)：核電堆內(nèi)構(gòu)件壓緊彈簧用馬氏體不銹鋼鍛件的熱處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種核電設(shè)備的熱處理方法，具體涉及一種核電堆內(nèi)構(gòu)件壓緊彈簧用馬氏體不銹鋼鍛件的熱處理方法。
背景技術(shù)：
核電堆內(nèi)構(gòu)件壓緊彈簧是百萬(wàn)千瓦核電堆內(nèi)構(gòu)件的關(guān)鍵部件，壓緊彈簧鍛件采用馬氏體不銹鋼，其成分為(重量百分比)C :0. 08 0. 14，Cr :11. 50 13. 00，Ni :1. 00 1. 80，Mn 彡 1. 00，Mo 0. 40 0. 60，Si ( 0. 50，N 0. 010 0. 030。根據(jù) RCC-M M3205 標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，通過(guò)熱處理，使產(chǎn)品的性能達(dá)到以下要求屈服強(qiáng)度RpO. 2彡620MPa，夏比KV沖擊平均值> 48J，奧氏體晶粒度應(yīng)為2. 5級(jí)或更細(xì)(力爭(zhēng)3級(jí)或更細(xì))。RCC-M M3205標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的熱處理工藝為在960 1010°C奧氏體溫度下空冷或油冷，然后作回火處理，及在 610 670°C保溫至少4小時(shí)后空冷。生產(chǎn)實(shí)踐表明，該標(biāo)準(zhǔn)所指定的工藝難以直接用于生產(chǎn)，如果根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的工藝參數(shù)進(jìn)行熱處理，并不能得到滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)的性能，實(shí)際上只能滿(mǎn)足屈服強(qiáng)度或夏比沖擊值中的一項(xiàng)指標(biāo)，如屈服強(qiáng)度為> 620MPa時(shí)，沖擊值只有20 30J (焦耳)；如將回火溫度提高至標(biāo)準(zhǔn)上限并延長(zhǎng)保溫時(shí)間，使沖擊值滿(mǎn)足> 48J后，屈服強(qiáng)度則降低至< 600MPa。對(duì)于非核電用的馬氏體不銹鋼鍛件，可采用水冷加快冷卻速度，得到更細(xì)的板條狀馬氏體組織，以獲得更好的強(qiáng)韌性匹配。但對(duì)于壓水堆核電壓緊彈簧鍛件，RCC-M標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制要求采用空冷或油冷，這就排除了采用水冷加快冷速提高鍛件性能的可能性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種核電堆內(nèi)構(gòu)件壓緊彈簧用馬氏體不銹鋼鍛件的熱處理方法，它可以獲得強(qiáng)韌性匹配優(yōu)異的壓緊彈簧鍛件。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明核電堆內(nèi)構(gòu)件壓緊彈簧用馬氏體不銹鋼鍛件的熱處理方法的技術(shù)解決方案為包括如下步驟第一步，預(yù)備熱處理；將工件以100士 10°C /小時(shí)的速度快速加熱至990 1030°C的高溫；保溫，保溫時(shí)間按熱處理當(dāng)量厚度每IOOmm保溫2. 5 3小時(shí)確定；之后將工件空冷；第二步，淬火；將工件以100士 10°C /小時(shí)的速度快速加熱至950 990°C ；保溫，保溫時(shí)間按熱處理當(dāng)量厚度每IOOmm保溫2 2. 5小時(shí)確定；之后采用油冷，使工件表面溫度冷卻至100°C;第三步，高溫回火；將工件以100士 10°C /小時(shí)的速度快速加熱至630 670°C ；保溫，保溫時(shí)間按熱處理當(dāng)量厚度每IOOmm保溫3 6小時(shí)確定；之后空冷至室溫。本發(fā)明可以達(dá)到的技術(shù)效果是
本發(fā)明通過(guò)增加一次預(yù)備熱處理(空淬)工序，以及優(yōu)化淬、回火工藝參數(shù)等措施，在提高屈服強(qiáng)度(要求彡620MPa，實(shí)測(cè)值約640 670MPa)的同時(shí)，成功地將沖擊韌性提高至約120 160J，從而提高了鍛件的綜合性能。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明圖1是本發(fā)明核電堆內(nèi)構(gòu)件壓緊彈簧用馬氏體不銹鋼鍛件的熱處理方法的示意圖；圖2是百萬(wàn)千瓦壓水堆核電廠(chǎng)堆內(nèi)構(gòu)件壓緊彈簧鍛件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是對(duì)圖2所示的壓緊彈簧鍛件進(jìn)行熱處理的示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本發(fā)明核電堆內(nèi)構(gòu)件壓緊彈簧用馬氏體不銹鋼鍛件的熱處理方法， 包括如下步驟第一步，預(yù)備熱處理(空淬)；使工件進(jìn)入加熱爐，以100士 10°C /小時(shí)的速度快速加熱至990 1030°C的高溫， 進(jìn)行奧氏體化并使碳化鉻充分溶解；保溫，保溫時(shí)間按熱處理當(dāng)量厚度每IOOmm保溫2. 5 3小時(shí)確定；之后將工件從加熱爐中吊出空冷，得到板條狀馬氏體+少量鐵素體的組織；第二步，淬火(油淬)；使工件進(jìn)入加熱爐，以100士 10°C /小時(shí)的速度快速加熱至950 990°C;保溫，保溫時(shí)間按熱處理當(dāng)量厚度每IOOmm保溫2 2. 5小時(shí)確定；之后采用油冷，使工件表面溫度冷卻至100°C即完成淬火，得到板條更細(xì)的馬氏體及少量的鐵素體組織；第三步，高溫回火；使工件進(jìn)入加熱爐，以100士 10°C /小時(shí)的速度快速加熱至630 670°C;保溫，保溫時(shí)間按熱處理當(dāng)量厚度每IOOmm保溫3 6小時(shí)確定；之后空冷至室溫(25士5°C )，得到細(xì)晶粒的索氏體組織，晶粒度達(dá)4 4. 5級(jí)。如圖3所示，采用本發(fā)明對(duì)如圖2所示的百萬(wàn)千瓦壓水堆核電廠(chǎng)堆內(nèi)構(gòu)件壓緊彈簧鍛件進(jìn)行熱處理的步驟如下第一步，預(yù)備熱處理；將如圖2所示的工件以100士 10°C /小時(shí)的速度快速加熱至1010士 10°C的高溫； 保溫5小時(shí)；空冷；第二步，淬火；將工件以100士 10°C /小時(shí)的速度快速加熱至980士 10°C ；保溫4小時(shí)；油冷；第三步，高溫回火；將工件以100士 10°C /小時(shí)的速度快速加熱至660士 10°C ；保溫8小時(shí)；之后空冷
至室溫。采用本發(fā)明所得到的壓緊彈簧鍛件的性能如下屈服強(qiáng)度RpO. 2為660Pa，夏比Kv沖擊為144J、147J和138J，奧氏體晶粒度為4
級(jí)，完全滿(mǎn)足規(guī)范要求，并有較大的裕度。
權(quán)利要求
1.一種核電堆內(nèi)構(gòu)件壓緊彈簧用馬氏體不銹鋼鍛件的熱處理方法，其特征在于，包括如下步驟第一步，預(yù)備熱處理；將工件以100士 10°C /小時(shí)的速度快速加熱至990 1030°C的高溫；保溫；之后將工件空冷；第二步，淬火；將工件以100士 10°C /小時(shí)的速度快速加熱至950 990°C;保溫；之后采用油冷，使工件表面溫度冷卻至100°C ； 第三步，高溫回火；將工件以100士 10°C /小時(shí)的速度快速加熱至630 670°C ；保溫；之后空冷至室溫。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核電堆內(nèi)構(gòu)件壓緊彈簧用馬氏體不銹鋼鍛件的熱處理方法， 其特征在于第一步的保溫時(shí)間按熱處理當(dāng)量厚度每IOOmm保溫2. 5 3小時(shí)確定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核電堆內(nèi)構(gòu)件壓緊彈簧用馬氏體不銹鋼鍛件的熱處理方法， 其特征在于第二步的保溫時(shí)間按熱處理當(dāng)量厚度每IOOmm保溫2 2. 5小時(shí)確定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核電堆內(nèi)構(gòu)件壓緊彈簧用馬氏體不銹鋼鍛件的熱處理方法， 其特征在于第三步的保溫時(shí)間按熱處理當(dāng)量厚度每IOOmm保溫3 6小時(shí)確定。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種核電堆內(nèi)構(gòu)件壓緊彈簧用馬氏體不銹鋼鍛件的熱處理方法，包括如下步驟第一步，預(yù)備熱處理；將工件以100±10℃/小時(shí)的速度快速加熱至990～1030℃的高溫；保溫；之后將工件空冷；第二步，淬火；將工件以100±10℃/小時(shí)的速度快速加熱至950～990℃；保溫；之后采用油冷，使工件表面溫度冷卻至100℃；第三步，高溫回火；將工件以100±10℃/小時(shí)的速度快速加熱至630～670℃；保溫；之后空冷至室溫。本發(fā)明通過(guò)增加一次預(yù)備熱處理工序，以及優(yōu)化淬、回火工藝參數(shù)等措施，在提高屈服強(qiáng)度的同時(shí)，成功地將沖擊韌性提高至約120～160J，從而提高了鍛件的綜合性能。
文檔編號(hào)C21D1/22GK102560024SQ201010582850
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2010年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月10日
發(fā)明者凌進(jìn), 葉志強(qiáng), 張智峰, 張靈芳, 李向, 林岳萌 申請(qǐng)人:上海重型機(jī)器廠(chǎng)有限公司