一种热核聚变堆用不锈钢大锻件的生产方法

摘要

本发明公开了一种热核聚变堆用不锈钢大锻件的生产方法，包括：（一）钢锭预处理；（二）钢锭加热工艺；（三）钢锭锻造工艺；（四）二镦二拔工艺；（五）成品整形；（六）成品锻件热处理工艺；最终得到不锈钢大锻件的厚度为300-1000mm；宽度为300-1800mm；长度为500-2200mm。该方法实现了不锈钢锻件晶粒度≥2级，且锻件表面裂纹深度＜1mm，满足热核聚变堆（包括ITER计划）质量要求。

主权项

一种热核聚变堆用不锈钢大锻件的生产方法，其特征在于：包括下述步骤：（一）钢锭预处理钢锭要求：钢锭是圆锭、方锭、八边形、六边形锭中的一种，钢锭需要锯切掉头尾部分，且切掉头尾后的高度与断面外接圆直径之比在1.0 ‑2.0之间；（二）钢锭第一次加热工艺钢锭以冷锭或带温钢锭进入加热炉加热，升温到1210±20℃，保温4小时‑8小时，保证钢锭内部、外部温度烧透、均一，保温时间达到要求后进行锻造；（三）钢锭锻造工艺采用自由锻造工艺，在液压锻造机上进行锻造；钢锭出炉后，测得钢锭高/径比≤1.8，先沿径向方向锻造，每道次锻造变形量控制在钢锭直径的2%‑10%，转动钢锭，多个道次锻造，把钢锭锻造成圆柱体；径向锻造后，控制圆柱体的高/圆柱体直径在1.5‑2.5；钢锭出炉后，测得钢锭高/径比在1.8‑2.5之间，直接进行以下锻造操作；第一次镦粗锻造：把圆柱体钢锭竖立进行锻造，锻造高度方向总变形率控制在钢锭高度的35%‑48%；测量钢锭表面温度；第一次拔长锻造：镦粗之后，再次从钢锭原始径向进行锻造，转动坯料，每道次锻造变形量控制在钢锭直径的2%‑10%，均匀变形，锻造成圆柱体，使锻造后的坯料高度/坯料直径在1.5‑2.5；测量钢锭表面温度；以上锻造过程中，每次锻造完毕都需要测量钢锭表面温度，当终锻温度下降到900‑950℃，停止锻造，把坯料送到加热炉进行二次加热；钢锭表面温度为950℃以上时，继续进行锻造；（四）二镦二拔工艺：第一次拔长后，根据上面镦粗锻造工艺要求，进行第二次镦粗锻造：控制变形率为：变形后钢锭高度为初始高度的35%‑45%；二次镦粗之后，再按照上述拔长工艺要求，进行第二次拔长锻造，控制变形率为：锻造后的坯料高度/坯料直径在1.5‑2.5；以上锻造过程中，每次锻造完毕都需要测量钢锭表面温度，当终锻温度下降到900‑950℃，停止锻造，把坯料送到加热炉进行三次加热；钢锭表面温度为950℃以上时，继续进行下步成品整形工序；（五）成品整形：两镦两拔后，沿着径向高度方向锻造，并使锻件断面呈矩形或正方形，控制每道次变形量在成品尺寸的2%‑15%，反复锻造直到达到成品锻件形状及公差范围之内；（六）成品锻件热处理工艺：锻造后的成品，入热处理炉进行热处理，出炉后入水池快速冷却到室温。