阀体锻件制造工艺介绍

用于特殊工况的阀体锻件其使用安全等级为核 一级, 质保一级, 设计使用寿命达30 年。因此要 求阀体用高性能不锈钢锻件, 应该具有高纯度、低 缺陷、低偏析、细晶粒和优良的高温机械性能以及 良好的耐蚀性, 同时具有一定比例的α相存在。但 是, 现有奥氏体钢的力学性能无法满足制造工艺的 技术要求, 所以研究其制造工艺是非常重要的。

阀体锻件对钢的化学成分有严格的要求。选用镍板的钴含量应< 01050 % , 对基本炉料 严格控制微量元素Zn、Sn、Sb、Bi 和As〔1〕, 以保 证钢的高温强度和防止低熔点共晶相而引起的热脆 性。将电弧炉熔化后的钢液转入VOD 炉精炼。冶 炼中, 真空缶的压力为0113 ×103 ～012 ×103Pa,根据不同熔炼期碳含量变化相应调整氧的吹入量。 氧的吹入量控制在600～400nm3/ h 。在钢液中的碳 接近0105 %时停止吹氧, 通入氩气搅拌, 促进钢 液中[C] 和[O ] 反应, 使钢液中的[ C] 小于 0104 % , 钢液中的氮随着氩气泡的形成而一同逸出 钢液, 从而达到降氮效果。用氧浓差电极测定钢中 [O] 含量为01038 % , 将造渣材料CaO、CaF 和还 原剂Si - Ca 先后加入钢液中, 在还原结束时钢液 中加入铝终脱氧, 经15min 脱氧后测定钢液中 [O] 含量是为01002 %。在VOD 炉冶炼中达到了 降碳脱氧和去除钢液中氮的效果。在浇注中采用了 防护与滤渣相关措施铸成4t 重的八角锭。对VOD 炉冶炼的钢锭取样分析, 钢锭的化学成分 满足工艺要求。

由于含钛的奥氏体不锈钢在浇注时钢液的流动性较差, 影响钢锭的表面质量, 也给锻造带来一定 困难。阀体锻件用的奥氏体不锈钢要求具有4 %～ 12 %的α相, 由于α和γ两种相的高温形变抗力不同, 在锻造过程中如果锻造温度和锻比控制不当很 容易在相界产生内部裂纹而使锻件报废。所以选择 合理的锻造温度与锻比尤为重要。

经过大量的试验, 研制出高性能的 0Cr18Ni10Ti 钢制造的阀体锻件, 该锻件由于采用 形变与再结晶工艺, 使锻造中产生的大量位错得以 保留, 为获得均匀的组织和细小的晶粒创造了有利 条件。另外, 在制造工艺中除了从原材料控制微量 元素Zn、Sn、Sb、Bi 和As 外, 应对钢中间隙元素 C、N 和O 加以限制。在浇注时采取防护及滤渣等 工艺防止氧化物的产生和夹杂物进入钢中, 保证了 锻件具有高纯度和较高的综合性能, 验证了冶金工 艺和锻造工艺的合理性。

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