打破大型p91/p92材質鍛件組織遺傳，細化晶粒的熱處理方法
【技術領域】
[0001]本發明屬金屬熱處理領域，具體涉及一種打破大型P91/P92材質鍛件組織遺傳細化晶粒的熱處理方法。
【背景技術】
[0002]P91/P92鋼是廣泛用于高容量電站、鍋爐承壓部件耐熱鋼。大型P91/P92材質后壁無縫鋼管鍛件在鍛造過程中抗變形阻力大，變形不均勻，極易造成晶粒粗大或混晶，且有極強的組織遺傳性，后續熱處理及最終熱處理很難消除組織遺傳，最終造成產品晶粒粗大或混晶。

【發明內容】

[0003]本發明的目的是針對上述現狀，旨在提供一種能打破大型P91/P92材質鍛件組織遺傳，細化晶粒的熱處理方法，且熱處理過程操控性強。
[0004]本發明目的的實現方式為，打破大型P91/P92材質鍛件組織遺傳細化晶粒的熱處理方法，大型P91和/或P92材質鍛件鍛造完成后，在終鍛溫度狀態下直接進熱處理爐在720± 10°C保溫2小時，熱處理爐爐溫冷至660± 10°C保溫4小時，再升溫至720± 10°C保溫18—24小時，熱處理爐爐溫冷到200°C以下，出爐空冷，在空氣中冷卻，進行最終性能熱處理，正火溫度1040-1080°C，回火溫度為730-790°C，熱處理后進行機械性能實驗，檢驗大型P91和/或P92材質后壁無縫鋼管鍛件晶粒度。
[0005]本發明有效解決了大型P91/P92材質鍛件易出現晶粒粗大的難題，采用本發明可生產出滿足高容量電站、鍋爐承壓部件技術要求的大型P91/P92材質鍛件，且處理過程操控性強。
[0006]圖1是大型P91和/或P92材質鍛件鍛后退火熱處理曲線。
[0007]圖2是晶粗或混晶大型P91和/或P92材質鍛件等溫退火及性能熱處理曲線。
【具體實施方式】
[0008]本發明是，大型P91和/或P92材質鍛件鍛造完成后，出爐有先后，先出爐的大型P91和/或P92材質鍛件在終鍛溫度狀態下直接進熱處理爐待料，待料溫度為720±10°C，依此而行，直至最后的大型P91和/或P92材質后壁無縫鋼管鍛件出爐后，在終鍛溫度狀態下直接進熱處理爐在720± 10°C保溫2小時，熱處理爐爐溫冷至660± 10°C保溫4小時，再升溫至720±10°C保溫18 — 24小時，熱處理爐爐溫冷到200°C以下，出爐空冷，在空氣中冷卻，進行最終性能熱處理，正火溫度1040-1080°C，回火溫度為730-790°C。熱處理后進行機械性能實驗，金相組織晶粒度多4級為合格鍛件(見圖1);金相組織晶粒度< 4級為晶粒粗大，金相組織晶粒度(1~3) +y% (4_7) (xy為10-90)為混晶，晶粒粗大或者混晶均為不合格鍛件，需要重新熱處理。
[0009]本發明重在打破組織遺傳，利用鍛件終鍛溫度奧氏體化后等溫退火避免大型鍛件形成粗大晶粒；對個別晶粒粗大或混晶鍛件高溫正火使鍛件重新奧氏體化后等溫退火可以細化晶粒。
[0010]下面用具體實施例詳述本發明:
[0011]實例1:
[0012]有6支P91和P92材質鍛件同爐，其中有4支毛坯尺寸規格為Φ 1010X85彡5400大型P91材質鍛件，2支毛坯尺寸規格為Φ853X91.5 ^ 6000大型P92材質鍛件。鍛造完成后，先出爐的在終鍛溫度狀態下直接進熱處理爐待料，待料溫度為720±10°C，依次而行，直至最后的大型P91和P92材質鍛件出爐后，在終鍛溫度狀態下直接進熱處理爐在720± 10°C保溫2小時，熱處理爐爐溫冷至660± 10°C保溫4小時，再升溫至720± 10°C保溫18—24小時，熱處理爐爐溫冷到200°C以下，出爐，在空氣中冷卻，進行最終性能熱處理，正火溫度1040-1080°C，回火溫度為730-790°C，實驗性能結果:一支P91鍛件晶粒度為2級，一支P92鍛件晶粒度為30% 3+70% 6級，其余的晶粒度為4.5-6級之間，符合生產廠家的技術要求。
[0013]經查證，發現這兩支鍛件因行車設備故障未能及時進爐退火所致。
[0014]實例2、同實施例1，不同的是，
[0015]有5支毛坯尺寸規格為Φ 1000X125多5250大型P91材質鍛件按本發明進行熱處理。其中一支大型P91材質鍛件因過跨平車設備故障未能及時進爐退火，熱處理后實驗性能結果:該支晶粒度為2級，不滿足廠家多4級的技術要求，其余的晶粒度為4-6級之間，符合生產廠家的技術要求。
[0016]實例3、同實施例1，不同的是，
[0017]有4支毛坯尺寸規格為Φ853Χ91.5 ^ 6000大型P92材質鍛件按本發明進行熱處理。實驗性能結果:一支晶粒度為3.5級，不滿足生產廠家的技術要求多4級，其余的晶粒度為4-6級之間，符合生產廠家的技術要求。
[0018]實例4、
[0019]將晶粒度為2級一 3.5級不合格的3支大型P91材質鍛件，混晶為20 % 2+80 %6的1支大型P91材質鍛件，混晶為30% 3+70% 6的1支大型P92材質鍛件進爐，先加熱到960 ± 10 °C保溫4小時，爐冷至770 ± 10 °C保溫20小時，再爐冷到500 ± 10 V保溫3小時，然后再根據技術要求進行相應的性能熱處理，正火溫度1040-1080°C，回火溫度為730-790°C。機械性能實驗結果:4支大型P91材質鍛件的晶粒度均為6級，1支大型P92材質鍛件的晶粒度為5級，全部滿足廠家的技術要求。
[0020]機械性能實驗檢驗后晶粒粗大或混晶的大型P91和/或P92材質鍛件再集中加熱到960± 10°C保溫4小時，爐溫冷至770± 10°C保溫20小時，再爐溫冷至500± 10°C保溫3小時，進行性能熱處理，正火溫度1040-1080°C，回火溫度為730-790°C，熱處理后進行機械性能實驗，細化晶粒效果明顯，鍛件晶粒度全部達到5級及以上(見圖2)，滿足技術要求產品晶粒度全部合格。
[0021]凡混晶或者晶粒度不合格的大型P91和/或P92材質鍛件經過本方法熱處理后，晶粒度全部合格，能滿足生產廠家的技術要求。
【主權項】
1.打破大型P91和/或P92材質鍛件組織遺傳，細化晶粒的熱處理方法，其特征在于:大型P91和/或P92材質鍛件鍛造完成后，在終鍛溫度狀態下直接進熱處理爐在720 土 10°C保溫2小時，熱處理爐爐溫冷至660±10°C保溫4小時，再升溫至720±10°C保溫18 — 24小時，熱處理爐爐溫冷到200 °C以下，出爐，在空氣中冷卻，進行最終性能熱處理，正火溫度1040-1080°C，回火溫度為730-790°C，熱處理后進行機械性能實驗，檢驗大型P91和/或P92材質鍛件晶粒度。2.根據權利要求1所述的打破大型P91和/或P92材質鍛件組織遺傳，細化晶粒的熱處理方法，其特征在于:大型P91和/或P92材質鍛件鍛造完成后，先出爐的大型P91和/或P92材質鍛件在終鍛溫度狀態下直接進熱處理爐待料，待料溫度為720± 10°C，依此而行，直至最后的大型P91和/或P92材質鍛件出爐后，在終鍛溫度狀態下直接進熱處理爐在720±10°C保溫2小時。3.根據權利要求1所述的打破大型P91和/或P92材質鍛件組織遺傳，細化晶粒的熱處理方法，其特征在于:機械性能實驗檢驗后的晶粒粗大或混晶大型P91和/或P92材質鍛件再集中加熱到960±10°C保溫4小時，爐溫冷至770±10°C保溫20小時，再爐溫冷至500±10°C保溫3小時，進行性能熱處理，正火溫度1040-1080°C，回火溫度為730-790°C，熱處理后進行機械性能實驗。
【專利摘要】本發明涉及一種打破大型P91和/或P92材質鍛件組織遺傳，細化晶粒的熱處理方法，大型P91和/或P92材質鍛件鍛造后,在終鍛溫度狀態下直接進熱處理爐在720±10℃保溫2小時，熱處理爐爐溫冷至660±10℃保溫4小時，再升溫至720±10℃保溫18—24小時，爐溫冷到200℃以下，出爐在空氣中冷卻，進行最終性能熱處理，正火溫度1040-1080℃,回火溫度為730-790℃，熱處理后進行機械性能實驗，檢驗晶粒度，金相組織晶粒度≥4級為合格鍛件；晶粒粗大或混晶鍛件再重新熱處理。采用本發明可生產出滿足高容量電站鍋爐承壓部件技術要求的大型P91和/或P92材質后壁無縫鋼管鍛件，且處理過程操控性強。
【IPC分類】C21D1/26, C21D8/10, C21D1/28, C21D9/08
【公開號】CN105385822
【申請號】CN201510744406
【發明人】黃永強, 陳國遂, 唐緒強, 程世清, 黃文 , 李娟 , 鄧智勇, 羅祖義, 張京春
【申請人】武漢重工鑄鍛有限責任公司
【公開日】2016年3月9日
【申請日】2015年11月4日