一種含鎢馬氏體不銹鋼的鍛造方法

　　【技術(shù)領(lǐng)域】

　　[0001]本發(fā)明涉及一種含鎢馬氏體不銹鋼的鍛造方法。

　　【背景技術(shù)】

　　[0002] 含鎢馬氏體不銹鋼，典型的例如10CrllCo3W3NiMoVNbNB(Co3W3)、 12Crl0Co3W2NiMoVNbNB(Co3W2)、lCrl0Co3MoWVNbNB(Co3W)等鋼種，屬于620°C 超超臨界汽 輪機(jī)組用材。該類材料化學(xué)元素主要特點(diǎn)為Si、Al含量要求很低(Co3W3、Co3W2、Co3W要求Si < 0 · 10%、A1 < 0 · 015% )，其易燒損元素 B含量范圍較窄（Co3W3要求B 0 ·01-0 ·04%，Co3W2 要求B 0 · 0025-0 · 0065 %，Co3W要求B 0 · 003-0 · 008 % )。該類材料含易偏析元素 W(Co3W3的W 為2.4-3.0 % )，鋼坯凝固過(guò)程中枝晶間W的偏析會(huì)析出Fe2W(Laves)相，而這種因枝晶間W偏 析產(chǎn)生的Laves相在鋼坯中基本上是無(wú)法消除的，在后續(xù)的熱加工過(guò)程中也很難消除。另 外，由于B具有良好的強(qiáng)化晶界的作用，其能顯著提高材料高溫力學(xué)性能，因此冶煉含鎢馬 氏體不銹鋼坯時(shí)常常會(huì)加入B，但是在熱加工和冶煉的過(guò)程中（1000°C以上），B的存在會(huì)大 大地提高材料過(guò)熱敏感性，使得消除含B含鎢馬氏體不銹鋼中的Laves相更加困難。

　　[0003] 2006年我國(guó)開(kāi)始進(jìn)行該類材料國(guó)產(chǎn)化時(shí)未對(duì)高倍組織提出Laves相的要求，2010 年以后，一些行業(yè)和企業(yè)開(kāi)始對(duì)該類材料的標(biāo)準(zhǔn)提出了 "500倍下不允許有Laves相存在"的 要求。目前，國(guó)內(nèi)的現(xiàn)有技術(shù)還無(wú)法實(shí)現(xiàn)該標(biāo)準(zhǔn)，而國(guó)外的現(xiàn)有技術(shù)通常是在鋼坯的冶煉過(guò) 程中設(shè)法消除Laves相，還沒(méi)有關(guān)于如何在鍛造過(guò)程中消除含鎢馬氏體不銹鋼坯中的Laves 相的技術(shù)。

　　【發(fā)明內(nèi)容】

　　[0004] 本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有的含鎢馬氏體不銹鋼的鍛造技術(shù)中難以消除鋼坯中的 Laves相的問(wèn)題，提供了一種含鎢馬氏體不銹鋼的鍛造方法，使鍛造出的含鎢馬氏體不銹鋼 滿足"500倍下不允許有Laves相存在，晶粒度細(xì)于4級(jí)，鐵素體< 1.5面積％"的要求。

　　[0005] 本發(fā)明的發(fā)明人經(jīng)過(guò)深入研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)將含鎢馬氏體不銹鋼坯依次進(jìn)行快鍛、 第一精鍛、第一冷卻、固溶、水淬、第二精鍛和第二冷卻的步驟，并控制其中的某些過(guò)程和參 數(shù)，可以消除含鎢馬氏體不銹鋼坯中的Laves相，并使鍛造出的含鎢馬氏體不銹鋼同時(shí)滿足 晶粒度細(xì)于4級(jí)，鐵素體< 1.5面積％的要求。

　　[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種含鎢馬氏體不銹鋼的鍛造方法，該方法包括 將含鎢馬氏體不銹鋼坯依次進(jìn)行以下步驟：

　　[0007] (1)快鍛:將含鎢馬氏體不銹鋼坯進(jìn)行加熱，然后依次進(jìn)行縱向鍛擊和橫向鍛擊；

　　[0008] (2)第一精鍛:將快鍛之后的含鎢馬氏體不銹鋼坯進(jìn)行橫向鍛擊；

　　[0009] (3)第一冷卻:包括三個(gè)階段的冷卻過(guò)程，第一階段為空冷，第二階段為緩冷，第三 階段為空冷；

　　[0010] (4)固溶和水淬:將第一冷卻后的含鎢馬氏體不銹鋼坯依次進(jìn)行固溶和水淬；

　　[0011] (5)第二精鍛:控制開(kāi)鍛溫度為900-1000°C，然后進(jìn)行橫向鍛擊至最終的變形量為 20-40% ；

　　[0012] (6)第二冷卻:包括三個(gè)階段的冷卻過(guò)程，第一階段為空冷，第二階段為緩冷，第三 階段為空冷。

　　[0013] 本發(fā)明的鍛造方法與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)勢(shì)在于:現(xiàn)有技術(shù)目前無(wú)法實(shí)現(xiàn)在鍛造過(guò) 程中消除含鎢馬氏體不銹鋼坯中的Laves相，而本發(fā)明解決了這個(gè)問(wèn)題，同時(shí)確保了鍛造出 的含鎢馬氏體不銹鋼的晶粒度細(xì)于4級(jí)，鐵素體< 1.5面積％，且晶相組織均勻。

　　[0014] 本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說(shuō)明。

　　【附圖說(shuō)明】

　　[0015] 附圖是用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分，與下面的具 體實(shí)施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中：

　　[0016] 圖1是根據(jù)實(shí)施例1的鍛造方法得到的成本鋼的光學(xué)顯微鏡照片。

　　[0017] 圖2是根據(jù)實(shí)施例2的鍛造方法得到的成本鋼的光學(xué)顯微鏡照片。

　　[0018] 圖3是根據(jù)實(shí)施例3的鍛造方法得到的成本鋼的光學(xué)顯微鏡照片。

　　[0019] 圖4是根據(jù)實(shí)施例4的鍛造方法得到的成本鋼的光學(xué)顯微鏡照片。

　　[0020] 圖5是根據(jù)對(duì)比例1的鍛造方法得到的成本鋼的光學(xué)顯微鏡照片。

　　[0021] 圖6是根據(jù)對(duì)比例2的鍛造方法得到的成本鋼的光學(xué)顯微鏡照片。

　　【具體實(shí)施方式】

　　[0022] 以下對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體 實(shí)施方式僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。

　　[0023] 本發(fā)明提供了一種含鎢馬氏體不銹鋼的鍛造方法，該方法包括將含鎢馬氏體不銹 鋼坯依次進(jìn)行以下步驟：

　　[0024] (1)快鍛:將含鎢馬氏體不銹鋼坯進(jìn)行加熱，然后依次進(jìn)行縱向鍛擊和橫向鍛擊；

　　[0025] (2)第一精鍛:將快鍛之后的含鎢馬氏體不銹鋼坯進(jìn)行橫向鍛擊；

　　[0026] (3)第一冷卻:包括三個(gè)階段的冷卻過(guò)程，第一階段為空冷，第二階段為緩冷，第三 階段為空冷；

　　[0027] (4)固溶和水淬:將第一冷卻后的含鎢馬氏體不銹鋼坯依次進(jìn)行固溶和水淬；

　　[0028] (5)第二精鍛:控制開(kāi)鍛溫度為900_1000°C，然后進(jìn)行橫向鍛擊至最終的變形量為 20-40% ；

　　[0029] (6)第二冷卻:包括三個(gè)階段的冷卻過(guò)程，第一階段為空冷，第二階段為緩冷，第三 階段為空冷。

　　[0030]在本發(fā)明中，相對(duì)于100重量份的含鎢馬氏體不銹鋼坯，Laves相的含量可以為 0.1-1重量份，媽的含量可以為1.5-4重量份;優(yōu)選地，相對(duì)于100重量份的含媽馬氏體不銹 鋼坯，Laves相的含量為0.4-1重量份，鎢的含量為2.4-3重量份。本發(fā)明的方法更適用于鍛 造含硼的含鎢馬氏體不銹鋼坯，相對(duì)于100重量份的含鎢馬氏體不銹鋼坯，硼的含量可以為 0.0025-0.04重量份，優(yōu)選為0.01-0.04重量份。

　　[0031]在本發(fā)明中，所述含鎢馬氏體不銹鋼可以為常規(guī)的含鎢的馬氏體不銹鋼，優(yōu)選為 屬于超超臨界汽輪機(jī)組用材的含鎢馬氏體不銹鋼，例如可以為10CrllCo3W3NiMoVNbNB鋼 (Co3W3)、12Cr 10Co3W2NiMoVNbNB鋼（Co3W2)或lCr 10Co3MoWVNbNB鋼（Co3W)，更優(yōu)選為 Co3W3〇

　　[0032]在本發(fā)明中，所述含鎢馬氏體不銹鋼坯的形狀沒(méi)有特別的限定，例如可以為模塊 或圓棒，優(yōu)選為圓棒;所述圓棒的尺寸沒(méi)有特別的限定，例如可以為橫截面直徑300-800_ 的圓棒，優(yōu)選為橫截面直徑500-600mm的圓棒。

　　[0033]根據(jù)本發(fā)明，在步驟（1)中，所述快鍛的條件包括:所述加熱的溫度可以為1160-1180°C，優(yōu)選為1165-1175°C，開(kāi)鍛溫度可以為1050-1150°C，優(yōu)選為1050-1120°C。為了滿足 所述開(kāi)鍛溫度，可以將含鎢馬氏體不銹鋼坯加熱，加熱所用的設(shè)備和方法沒(méi)有特別的限定， 可以為本領(lǐng)域常規(guī)的在煉鋼時(shí)用于加熱鋼坯的設(shè)備和方法，例如可以采用普通的加熱爐。 在本發(fā)明中，所述開(kāi)鍛溫度指的是鋼坯表面的測(cè)試溫度。

　　[0034]根據(jù)本發(fā)明，在步驟（1)中，所述快鍛的條件還包括:鍛壓力可以為20-50MN，優(yōu)選 為40-50MN。所述快鍛可以采用快鍛機(jī)進(jìn)行，快鍛機(jī)的型號(hào)沒(méi)有特別的限定，能夠提供快鍛 所需的壓力即可，例如為20-50MN快鍛機(jī)優(yōu)選為40-50MN的快鍛機(jī)。40-50MN快鍛機(jī)是指其額 定工作壓力為45MN，其最大工作壓力為50MN，實(shí)際鍛造中可根據(jù)工件規(guī)格選擇< 45MN的任 意壓力值。

　　[0035] 根據(jù)本發(fā)明，在步驟（1)中，先將加熱后的含鎢馬氏體不銹鋼坯進(jìn)行縱向鍛擊，所 述縱向鍛擊包括控制最終變形量為30-50 %，優(yōu)選為35-45 %。

　　[0036] 根據(jù)本發(fā)明，在步驟（1)中，將含鎢馬氏體不銹鋼坯進(jìn)行縱向鍛擊后，對(duì)其進(jìn)行橫 向鍛擊，所述橫向鍛擊包括控制最終變形量為35-70 %。

　　[0037] 在本發(fā)明中，需要特別說(shuō)明的是，本發(fā)明所述的最終變形量，通常指的是單一過(guò)程 前后形變的百分比，即最終變形量=I單一過(guò)程后的截面積-單一過(guò)程前的截面積I +單一 過(guò)程前的截面積，所述截面積指的是平行于受力方向的截面的面積，所述單一過(guò)程是指連 續(xù)進(jìn)行的同一個(gè)工藝，例如同一方向的連續(xù)快鍛屬于單一過(guò)程，縱向和橫向的快鍛不屬于 單一過(guò)程，快鍛和精鍛不屬于單一過(guò)程;需要注意的是，例外情況是：由于快鍛分為縱向鍛 擊和橫向鍛擊，而縱向鍛擊后的中間狀態(tài)難以測(cè)定，因此快鍛的橫向鍛擊的最終變形量以 縱向鍛擊前的鋼坯為基準(zhǔn)，即快鍛的橫向鍛擊的最終變形量=(縱向鍛擊前的截面積-橫向 鍛擊后的截面積縱向鍛擊前的截面積。

　　[0038]根據(jù)本發(fā)明，在步驟(2)中，所述第一精鍛的條件包括:開(kāi)鍛溫度可以為1050-1150 °c。為了滿足所述開(kāi)鍛溫度，可以在開(kāi)鍛前先將含鎢馬氏體不銹鋼坯進(jìn)行加熱，所述加熱包 括:將含鎢馬氏體不銹鋼坯第一階段在1150-1200°C下保持6-20小時(shí)，第二階段降溫30-80 °C，并在降溫后的溫度下保持1-3小時(shí);

　　優(yōu)選地，所述加熱包括:將含鎢馬氏體不銹鋼坯第一 階段在1160-1180°C下保持12-18小時(shí)，第二階段降溫40-60°C，并在降溫后的溫度下保持1-3小時(shí)。加熱所用的設(shè)備沒(méi)有明確的限定，優(yōu)選為加熱爐。

　　[0039] 根據(jù)本發(fā)明，在步驟(2)中，所述第一精鍛的條件還包括:鍛壓力可以為8-18MN，優(yōu) 選為18MN。所述第一精鍛可以采用精鍛機(jī)進(jìn)行，精鍛機(jī)的型號(hào)沒(méi)有特別的限定，能夠提供精 鍛所需的壓力即可，例如為8-18MN的精鍛機(jī)，優(yōu)選為18MN的精鍛機(jī)。

　　[0040] 根據(jù)本發(fā)明，在步驟(2)中，所述橫向鍛擊包括控制最終的變形量為75-90%。

　　[0041] 根據(jù)本發(fā)明，在步驟(3)中，將第一精鍛后的含鎢馬氏體不銹鋼坯進(jìn)行第一冷卻， 所述第一冷卻包括三個(gè)階段的冷卻過(guò)程，第一階段為空冷，第二階段為緩冷，第三階段為空 冷;其中，所述第一階段包括將含鎢馬氏體不銹鋼坯冷卻至400-500°C，所述第二階段包括 在700-800°C的緩冷體系中隨該緩冷體系一起冷卻至400-500°C，所述第三階段包括將含鎢 馬氏體不銹鋼坯冷卻至5_50°C;其中，所述第二階段的所述緩冷體系可以為退火爐，退火爐 的溫度可以以10_20°C/小時(shí)的速度下降。本發(fā)明的發(fā)明人在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，如果按照傳 統(tǒng)的方法，直接將含鎢馬氏體不銹鋼坯放入700-800°C的退火爐緩冷，會(huì)導(dǎo)致含鎢馬氏體不 銹鋼坯的晶相組織中出現(xiàn)先共析鐵素體帶狀組織;如果先將含鎢馬氏體不銹鋼坯置于室溫 下迅速冷卻至400-500°C(-般地，冷卻速度可達(dá)300°C/h)，再放入700-800°C的退火爐緩 冷，就能夠有效地避免先共析鐵素體帶狀組織析出的問(wèn)題。

　　[0042] 根據(jù)本發(fā)明，在步驟(4)中，所述固溶可以包括將第一冷卻后的含鎢馬氏體不銹鋼 坯在1150-1200°C下保持3.5-5小時(shí)；由于坯料出爐到水淬有一定的時(shí)間會(huì)導(dǎo)致坯料表面溫 度降低，為了緩和含鎢馬氏體不銹鋼坯表面和內(nèi)部的溫差，優(yōu)選地，所述固溶還包括:將已 經(jīng)在1150-1200°C下保持3.5-5小時(shí)的含鎢馬氏體不銹鋼坯升溫15-40°(3(優(yōu)選15-25°〇并 保溫5-20分鐘。

　　[0043] 根據(jù)本發(fā)明，在步驟(4)中，所述水淬分多次進(jìn)行，水淬的總時(shí)間為4-5分鐘，每次 水淬的時(shí)間為1 -2分鐘，水淬后的溫度可以為100-300°C。

　　[0044] 根據(jù)本發(fā)明，在步驟(4)中，所述固溶和水淬所用的設(shè)備和方法沒(méi)有特別的限定， 可以為本領(lǐng)域常規(guī)的用于固溶和水淬的設(shè)備和方法，這些設(shè)備和方法已為本領(lǐng)域技術(shù)人員 所熟知，在此不再贅述。

　　[0045] 根據(jù)本發(fā)明，在步驟(5)中，所述第二精鍛的條件包括:開(kāi)鍛溫度可以為780-900 °C，優(yōu)選為820-840°C。為了滿足所述開(kāi)鍛溫度，可以在開(kāi)鍛前先將含鎢馬氏體不銹鋼坯進(jìn) 行加熱，所述加熱包括:將含鎢馬氏體不銹鋼坯在900-1000°C下保持1-3小時(shí)，優(yōu)選地，將含 鎢馬氏體不銹鋼坯在940-960°C下保持1.5-2.5小時(shí)。

　　[0046] 根據(jù)本發(fā)明，在步驟(5)中，所述第二精鍛的條件還包括:鍛壓力可以為8-18MN，優(yōu) 選為18MN。所述第一精鍛可以采用精鍛機(jī)進(jìn)行，精鍛機(jī)的型號(hào)沒(méi)有特別的限定，能夠提供精 鍛所需的壓力即可，例如為8-18麗噸的精鍛機(jī)，優(yōu)選為18麗的精鍛機(jī)。

　　[0047] 根據(jù)本發(fā)明，在步驟(5)中，所述橫向鍛擊包括控制最終的變形量為8-25%，優(yōu)選 為 15-22% 〇

　　[0048] 根據(jù)本發(fā)明，在步驟(6)中，將第二精鍛后的含鎢馬氏體不銹鋼坯進(jìn)行第一冷卻， 所述第一冷卻包括三個(gè)階段的冷卻過(guò)程，第一階段為空冷，第二階段為緩冷，第三階段為空 冷;其中，所述第一階段包括將含鎢馬氏體不銹鋼坯冷卻至400-500°C，所述第二階段包括 在700-800°C的緩冷體系中隨該緩冷體系一起冷卻至400-500°C，所述第三階段包括將含鎢 馬氏體不銹鋼坯冷卻至5_50°C;其中，所述第二階段的所述緩冷體系可以為退火爐，退火爐 的溫度可以以10_20°C/小時(shí)的速度下降。通過(guò)采用三個(gè)階段冷卻，可以有效地消除形變和 組織轉(zhuǎn)變應(yīng)力并避免先共析鐵素體帶狀組織析出的問(wèn)題。

　　[0049] 本發(fā)明所述的鍛造方法還包括在步驟(4)所述固溶之前，對(duì)含鎢馬氏體不銹鋼坯 進(jìn)行表面處理，表面處理的方法為本領(lǐng)域常規(guī)的表面處理方法，目的在于清除表面存在的 裂紋、折疊等開(kāi)口缺陷，以避免在后續(xù)的步驟中出現(xiàn)裂紋擴(kuò)展或炸裂等問(wèn)題，其原理可能在 于：因?yàn)樵擃愸R氏體不銹鋼在1150-1200°C保溫時(shí)的組織為奧氏體，在隨后進(jìn)行水淬處理鋼 坯溫度在幾分鐘時(shí)間降低至50-200°C，正是在這個(gè)過(guò)程鋼坯組織將由奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏 體，鋼坯組織轉(zhuǎn)變產(chǎn)生較大的應(yīng)力短時(shí)間內(nèi)無(wú)法釋放，若鋼坯表面存在裂紋、折疊等開(kāi)口缺 陷在組織應(yīng)力作用下出現(xiàn)裂紋擴(kuò)展或炸裂的風(fēng)險(xiǎn)較大。相反地，對(duì)于其它步驟，因?yàn)橹蟛?用緩冷+空冷的方式，冷卻過(guò)程長(zhǎng)組織應(yīng)力會(huì)逐漸釋放不會(huì)造成應(yīng)力集中現(xiàn)象，及時(shí)鋼坯表 面存在裂紋、折疊等開(kāi)口缺陷也不會(huì)造成裂紋擴(kuò)展或炸裂的情況出現(xiàn)，故可以不進(jìn)行表面 處理。

　　[0050]本發(fā)明所述的鍛造方法還包括在步驟(6)第二冷卻之后，將得到的含鎢馬氏體不 銹鋼坯進(jìn)行車光，得到成品含鎢馬氏體不銹鋼。所述車光的設(shè)備和方法可以采用本領(lǐng)域常 規(guī)的用于車光的設(shè)備和方法，該設(shè)備和方法已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，在此不再贅述。 [0051 ]下面的實(shí)施例將有助于說(shuō)明本發(fā)明，但不局限其范圍。

　　[0052]在以下實(shí)施例和對(duì)比例中，Laves相的檢測(cè)方法為光學(xué)顯微鏡觀察形貌并采用掃 描電鏡確定其主要成分；晶粒度按GB/T6394-2002進(jìn)行光學(xué)顯微鏡檢驗(yàn)；鐵素體按GB/ T13305-2005進(jìn)行光學(xué)顯微鏡檢驗(yàn)。經(jīng)檢測(cè)，實(shí)施例和對(duì)比例所用鋼坯的鋼種以及鍛造之前 的Laves相和鐵素體的含量見(jiàn)表1。

　　[0053] 表 1

　　[0054]

　　[0055] 實(shí)施例1

　　[0056] (1)取Φ 550mm X 1300mm的Co3W3鋼坯，在加熱爐中加熱至1170°C，然后用4500噸快 鍛機(jī)進(jìn)行快鍛，開(kāi)鍛溫度為111〇°C，縱向鍛擊至變形量為40%，再橫向鍛擊至Φ400mm規(guī)格； [0057] (2)將步驟（1)所得鋼坯回到加熱爐中在1170°C下均質(zhì)化15小時(shí)，然后轉(zhuǎn)1800噸精 鍛機(jī)中1120°C保溫2小時(shí)，再在約1100°C的開(kāi)鍛溫度下用該精鍛機(jī)橫向鍛擊至Φ170πιπι規(guī) 格；

　　[0058] (3)將步驟(2)所得鋼坯在室溫下自然冷卻至450°C，然后放入750°C的退火爐中以 15°C/小時(shí)的速度緩慢冷卻至450°C，取出再次置于室溫下自然冷卻至室溫；

　　[0059] (4)將步驟(3)所得鋼坯進(jìn)行表面處理，然后在加熱爐中加熱至1170°C并保溫4小 時(shí)，繼續(xù)加熱至1190°C并保溫10分鐘;再進(jìn)行水淬，使鋼坯5分鐘降溫至約200°C;

　　[0060] (5)將步驟(4)所得鋼坯在加熱爐中加熱至950°C并保溫2小時(shí)，然后以830°C的開(kāi) 鍛溫度用1800噸精鍛機(jī)鍛擊至Φ 150_規(guī)格；

　　[0061 ] (6)將步驟(5)所得鋼坯在室溫下自然冷卻至450°C，然后放入750°C的退火爐中以 15°C/小時(shí)的速度緩慢冷卻至450°C，取出再次置于室溫下自然冷卻至室溫；

　　[0062] (7)將步驟(6)所得鋼坯車光，得到成品鋼。

　　[0063] 經(jīng)檢測(cè)，所得成品鋼的晶粒度為6-7度，鐵素體的含量約為0.7面積％，沒(méi)有檢測(cè)到 Laves相。另外，通過(guò)光學(xué)顯微鏡觀測(cè)的結(jié)果如圖1所示，從圖1可以看出其晶相組織均勻。

　　[0064] 實(shí)施例2

　　[0065] (1)取Φ 550mm X 1300mm的Co3W2鋼坯，在加熱爐中加熱至1165°C，然后用4500噸快 鍛機(jī)進(jìn)行快鍛，開(kāi)鍛溫度為1050°C，縱向鍛擊至變形量為35 %，再橫向鍛擊至Φ 300mm規(guī)格；

　　[0066] (2)將步驟(1)所得鋼坯回到加熱爐中在1160°C下均質(zhì)化18小時(shí)，然后轉(zhuǎn)1800噸精 鍛機(jī)中l(wèi)ll〇°C保溫3小時(shí)，再在約1050°C的開(kāi)鍛溫度下用該精鍛機(jī)橫向鍛擊至Φ150πιπι規(guī) 格；

　　[0067] (3)將步驟(2)所得鋼坯在室溫下自然冷卻至400°C，然后放入700°C的退火爐中以 20°C/小時(shí)的速度緩慢冷卻至400°C，取出再次置于室溫下自然冷卻至室溫；

　　[0068] (4)將步驟(3)所得鋼坯進(jìn)行表面處理，然后在加熱爐中加熱至1150°C并保溫5小 時(shí)，繼續(xù)加熱至1185°C并保溫15分鐘;再進(jìn)行水淬，使鋼坯4分鐘降溫至約300°C;

　　[0069] (5)將步驟(4)所得鋼坯在加熱爐中加熱至960°C并保溫2小時(shí)，然后以840°C的開(kāi) 鍛溫度用1800噸精鍛機(jī)鍛擊至Φ 138_規(guī)格；

　　[0070] (6)將步驟(5)所得鋼坯在室溫下自然冷卻至400°C，然后放入700°C的退火爐中以 20°C/小時(shí)的速度緩慢冷卻至400°C，取出再次置于室溫下自然冷卻至室溫；

　　[0071 ] (7)將步驟(6)所得鋼坯車光，得到成品鋼。

　　[0072]經(jīng)檢測(cè)，所得成品鋼的晶粒度為6-7級(jí)，鐵素體的含量約為0.5面積％，沒(méi)有檢測(cè)到 Laves相。另外，通過(guò)光學(xué)顯微鏡觀測(cè)（圖2)可以看出晶相組織均勻。

　　[0073] 實(shí)施例3

　　[0074] (1)取Φ 600mm X 1300mm的Co3W鋼坯，在加熱爐中加熱至1175°C，然后用4500噸快

　　鍛機(jī)進(jìn)行快鍛，開(kāi)鍛溫度為1150°C，縱向鍛擊至變形量為45 %，再橫向鍛擊至Φ 480mm規(guī)格； [0075] (2)將步驟（1)所得鋼坯回到加熱爐中在1180°C下均質(zhì)化12小時(shí)，然后轉(zhuǎn)1800噸精 鍛機(jī)中1120°C保溫1小時(shí)，再在約1150°C的開(kāi)鍛溫度下用該精鍛機(jī)橫向鍛擊至Φ195πιπι規(guī) 格；

　　[0076] (3)將步驟(2)所得鋼坯在室溫下自然冷卻至500°C，然后放入800°C的退火爐中以 10°C/小時(shí)的速度緩慢冷卻至500°C，取出再次置于室溫下自然冷卻至室溫；

　　[0077] (4)將步驟(3)所得鋼坯進(jìn)行表面處理，然后在加熱爐中加熱至1180°C并保溫3.5 小時(shí)，繼續(xù)加熱至1195°C并保溫8分鐘;再進(jìn)行水淬，使鋼坯5分鐘降溫至約100°C;

　　[0078] (5)將步驟(4)所得鋼坯在加熱爐中加熱至940°C并保溫2.5小時(shí)，然后以820°〇的 開(kāi)鍛溫度用1800噸精鍛機(jī)鍛擊至Φ 175_規(guī)格；

　　[0079] (6)將步驟(5)所得鋼坯在室溫下自然冷卻至500°C，然后放入800°C的退火爐中以 10°C/小時(shí)的速度緩慢冷卻至500°C，取出再次置于室溫下自然冷卻至室溫；

　　[0080] (7)將步驟(6)所得鋼坯車光，得到成品鋼。

　　[0081] 經(jīng)檢測(cè)，所得成品鋼的晶粒度為4-6度，鐵素體的含量約為0.9面積％，沒(méi)有檢測(cè)到 Laves相。另外通過(guò)光學(xué)顯微鏡觀測(cè)（圖3)可以看出晶相組織均勻。

　　[0082] 實(shí)施例4

　　[0083] (1)取Φ 650mm X 1500mm的Co3W3鋼坯，在加熱爐中加熱至1180°C，然后用4500噸快 鍛機(jī)進(jìn)行快鍛，開(kāi)鍛溫度為1120°C，縱向鍛擊至變形量為40 %，再橫向鍛擊至Φ 450mm規(guī)格； [0084] (2)將步驟（1)所得鋼坯回到加熱爐中在1150°C下均質(zhì)化20小時(shí)，然后轉(zhuǎn)1800噸精 鍛機(jī)中1130°C保溫4小時(shí)，再在約1200°C的開(kāi)鍛溫度下用該精鍛機(jī)橫向鍛擊至Φ200πιπι規(guī) 格；

　　[0085] (3)將步驟(2)所得鋼坯在室溫下自然冷卻至550°C，然后放入850°C的退火爐中以 25°C/小時(shí)的速度緩慢冷卻至550°C，取出再次置于室溫下自然冷卻至室溫；

　　[0086] (4)將步驟(3)所得鋼坯進(jìn)行表面處理，然后在加熱爐中加熱至1160°C并保溫5.5 小時(shí)，繼續(xù)加熱至1200°C并保溫15分鐘;再進(jìn)行水淬，使鋼坯3分鐘降溫至約350°C;

　　[0087] (5)將步驟(4)所得鋼坯在加熱爐中加熱至950°C并保溫2小時(shí)，然后以800°C的開(kāi) 鍛溫度用1800噸精鍛機(jī)鍛擊至Φ 190_規(guī)格；

　　[0088] (6)將步驟(5)所得鋼坯在室溫下自然冷卻至550°C，然后放入850°C的退火爐中以 25°C/小時(shí)的速度緩慢冷卻至550°C，取出再次置于室溫下自然冷卻至室溫；

　　[0089] (7)將步驟(6)所得鋼坯車光，得到成品鋼。

　　[0090] 經(jīng)檢測(cè)，所得成品鋼的Laves相的含量約為0.15重量％，晶粒度為7-8度，鐵素體的 含量約為0.5重量％;另外，通過(guò)光學(xué)顯微鏡觀測(cè)（圖4)可以看出晶相組織較為均勻。

　　[0091] 對(duì)比例1

　　[0092] 按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行鍛造，所不同的是，不進(jìn)行步驟(4)，直接進(jìn)行步驟（5)、 (6)和(7)，得到成品鋼。

　　[0093] 經(jīng)檢測(cè)，所得成品鋼的晶粒度為7-8級(jí)，鐵素體為的含量約為0.5面積％，Laves相 的含量約0.3重量％;另外，通過(guò)光學(xué)顯微鏡觀測(cè)的結(jié)果如圖5所示，從圖5可以看出，成品棒 材500倍下發(fā)現(xiàn)有鏈狀及聚集的Laves相。。

　　[0094] 對(duì)比例2

　　[0095] 按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行鍛造，所不同的是，在步驟(2)中，將所得鋼坯回到加熱爐 中1200°C下均質(zhì)化15小時(shí)。

　　[0096] 經(jīng)檢測(cè)，所得成品鋼的晶粒度為4-5級(jí)，鐵素體為的含量約為1.0面積％，未檢測(cè)到 Laves相，但成品棒材500倍下晶界發(fā)現(xiàn)裂紋(如圖6所示），晶界開(kāi)裂是金屬材料失效的常見(jiàn) 先兆，因此該類材料無(wú)法用于后續(xù)汽輪機(jī)葉片材料的生產(chǎn)。

　　[0097]以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中 的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型，這 些簡(jiǎn)單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

　　【主權(quán)項(xiàng)】

　　1. 一種含鎢馬氏體不銹鋼的鍛造方法，該方法包括將含鎢馬氏體不銹鋼坯依次進(jìn)行以 下步驟： (1) 快鍛:將含鎢馬氏體不銹鋼坯進(jìn)行加熱，然后依次進(jìn)行縱向鍛擊和橫向鍛擊； (2) 第一精鍛:將快鍛之后的含鎢馬氏體不銹鋼坯進(jìn)行橫向鍛擊； (3) 第一冷卻:包括三個(gè)階段的冷卻過(guò)程，第一階段為空冷，第二階段為緩冷，第三階段 為空冷； (4) 固溶和水淬:將第一冷卻后的含媽馬氏體不銹鋼還依次進(jìn)行固溶和水淬； (5) 第二精鍛:控制開(kāi)鍛溫度為900-1000°C，然后進(jìn)行橫向鍛擊至最終的變形量為20-40%； (6) 第二冷卻:包括三個(gè)階段的冷卻過(guò)程，第一階段為空冷，第二階段為緩冷，第三階段 為空冷。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍛造方法，其中，在步驟（1)中，所述快鍛的條件包括:所述加 熱的溫度為1160-1180°C，開(kāi)鍛溫度為1050-1150°C; 優(yōu)選地，所述縱向鍛擊包括控制最終變形量為30-50 % ; 優(yōu)選地，所述橫向鍛擊包括控制最終變形量為35-70 %。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鍛造方法，其中，在步驟(2)中，所述第一精鍛的條件包括： 開(kāi)鍛溫度為1050-1150°C; 優(yōu)選地，所述橫向鍛擊包括控制最終的變形量為75-90% ; 優(yōu)選地，所述控制開(kāi)鍛溫度的方法包括在開(kāi)鍛前先將含鎢馬氏體不銹鋼坯進(jìn)行加熱， 所述加熱包括:先將含鎢馬氏體不銹鋼坯在1150-1200°C下保持6-20小時(shí)，然后降溫30-80 °C，并在降溫后的溫度下保持1-3小時(shí)。4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的鍛造方法，其中，在步驟(3)中，所述第一階段包 括將含鎢馬氏體不銹鋼坯冷卻至400_500°C; 優(yōu)選地，所述第二階段包括在700-800°C的緩冷體系中隨該緩冷體系一起冷卻至400-500°C，優(yōu)選地，所述緩冷體系為退火爐，退火爐的溫度以10_20°C/小時(shí)的速度下降； 優(yōu)選地，所述第三階段包括將含鎢馬氏體不銹鋼坯冷卻至5-50°C。5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述的鍛造方法，其中，在步驟(4)中，所述固溶包括將 第一冷卻后的含鎢馬氏體不銹鋼坯在1150-1200°〇下保持3.5-5小時(shí)； 優(yōu)選地，所述固溶還包括:將已經(jīng)在1150-1200°C下保持3.5-5小時(shí)的含鎢馬氏體不銹 鋼坯升溫15-40°C并保溫5-20分鐘。6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的鍛造方法，其中，在步驟(4)中，所述水淬分多次 進(jìn)行，水淬的總時(shí)間為4-5分鐘，每次水淬的時(shí)間為1 -2分鐘，水淬后的溫度為100-300°C。7. 根據(jù)權(quán)利要求1-6中任意一項(xiàng)所述的鍛造方法，其中，在步驟(5)中，所述橫向鍛擊包 括控制最終的變形量為8-25% ; 優(yōu)選地，所述第二精鍛的條件包括:開(kāi)鍛溫度為780-900°C; 優(yōu)選地，所述控制開(kāi)鍛溫度的方法包括在開(kāi)鍛前先將含鎢馬氏體不銹鋼坯進(jìn)行加熱， 所述加熱包括:將含鎢馬氏體不銹鋼坯在900-1000°C下保持1-3小時(shí)。8. 根據(jù)權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)所述的鍛造方法，其中，在步驟(6)中，所述第一階段包 括將含鎢馬氏體不銹鋼坯冷卻至400_500°C; 優(yōu)選地，所述第二階段包括在700-800°C的緩冷體系中隨該緩冷體系一起冷卻至400-500°C，優(yōu)選地，所述緩冷體系為退火爐，退火爐的溫度以10_20°C/小時(shí)的速度下降； 優(yōu)選地，所述第三階段包括將含鎢馬氏體不銹鋼坯冷卻至5-50°C。9. 根據(jù)權(quán)利要求1-8中任意一項(xiàng)所述的鍛造方法，其中，所述鍛造方法還包括在步驟 (4)所述固溶之前，對(duì)含鎢馬氏體不銹鋼坯進(jìn)行表面處理。10. 根據(jù)權(quán)利要求1-9中任意一項(xiàng)所述的鍛造方法，其中，相對(duì)于100重量份的含鎢馬氏 體不銹鋼還，Laves相的含量為0.1_1重量份，媽的含量為1.5-4重量份，硼的含量為0.0025- 0.04重量份;優(yōu)選地，相對(duì)于100重量份的含鎢馬氏體不銹鋼坯，Laves相的含量為0.4-1重 量份，媽的含量為2.4-3重量份，硼的含量為0.01-0.04重量份。

　　【專利摘要】本發(fā)明涉及鋼鐵鍛造領(lǐng)域，具體地，涉及一種含鎢馬氏體不銹鋼的鍛造方法，該方法包括以下步驟：(1)快鍛：將含鎢馬氏體不銹鋼坯進(jìn)行加熱，然后依次進(jìn)行縱向鍛擊和橫向鍛擊；(2)第一精鍛：進(jìn)行橫向鍛擊；(3)第一冷卻：包括三個(gè)階段的冷卻過(guò)程，空冷，緩冷，空冷；(4)固溶和水淬：依次進(jìn)行固溶和水淬；(5)第二精鍛：控制開(kāi)鍛溫度為900-1000℃，然后進(jìn)行橫向鍛擊至最終的變形量為20-40％；(6)第二冷卻：包括三個(gè)階段的冷卻過(guò)程，空冷，緩冷，空冷。本發(fā)明的方法鍛造出的含鎢馬氏體不銹鋼滿足“500倍下不允許有Laves相存在，晶粒度細(xì)于4級(jí)，鐵素體≤1.5面積％”的要求。

　　【IPC分類】B21J5/00

　　【公開(kāi)號(hào)】CN105458134

　　【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510790553

　　【發(fā)明人】余志川, 羅通偉, 朱小陽(yáng), 胡進(jìn)

　　【申請(qǐng)人】攀鋼集團(tuán)江油長(zhǎng)城特殊鋼有限公司

　　【公開(kāi)日】2016年4月6日

　　【申請(qǐng)日】2015年11月17日