本發(fā)明涉及壓力容器裝備領(lǐng)域，尤其涉及一種不銹鋼封頭熱成形方法。
背景技術(shù)：
不銹鋼封頭是一種用來封堵不銹鋼管道的產(chǎn)品。是管道到頭了之后或者在一段圓管的兩頭焊上兩個封頭做容器用的一種產(chǎn)品。與之類似的產(chǎn)品有盲板、管帽、堵頭等。通常不銹鋼封頭需要采用熱成形工藝進行制作。
實踐證明，任何工件在熱處理過程中，只要有相變，熱應(yīng)力和組織應(yīng)力都會發(fā)生。只不過熱應(yīng)力在組織轉(zhuǎn)變以前就已經(jīng)產(chǎn)生了不銹鋼封頭。而在封頭成形方面，尤其是制造難度的蒸發(fā)器水室封頭鍛件，通常制造封頭的不銹鋼鍛件需進行固溶處理以滿足其性能要求。
淬火冷卻一般采用浸水冷卻。為保證加熱的溫度均勻性，采用環(huán)形加熱爐進行加熱，源為燃氣或電能。該工藝如圖1所示，通常在爐溫高于600攝氏度時將不銹鋼鍛件置于熱處理爐腔內(nèi)，并快速升溫至1040℃～1150℃進行保溫，然后快速進行空冷，空冷結(jié)束后再進行固溶處理，其中固溶處理時快速升溫至1050℃～1150℃進行保溫，最后再進行水冷，完成固溶處理。
此工藝的優(yōu)點是采用電加熱環(huán)形爐的控溫精度更高，保溫精度可達±5攝氏度，成形范圍大，不受厚度限制，且無冷煅成形造成的磁性相產(chǎn)生和硬度升高。缺點是運行成本較高，成形時間長、溫度高，表面氧化嚴重，易造成晶粒粗大，性能下降無法通過熱處理恢復，且成形工序多，變形整修工作量大。尤其是在制作薄壁大直徑不銹鋼封頭時，變形尤為突出。技術(shù)實現(xiàn)要素：有鑒于此，本發(fā)明確有必要提供一種不銹鋼封頭熱成形方法，以解決上述問題。
為此，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：一種不銹鋼封頭熱成形方法，包括以下步驟：穩(wěn)定化處理常溫條件下將不銹鋼置于加熱爐內(nèi)隨爐升溫至400℃后，再以小于等于150℃/h的升溫速度繼續(xù)加熱至900℃～950℃，并進行保溫處理，得到穩(wěn)定化處理后的不銹鋼；熱壓處理在溫度為950℃～750℃條件下，將穩(wěn)定化處理后的不銹鋼進行壓制成形，冷卻后得到不銹鋼封頭。基于上述，在所述穩(wěn)定化處理步驟中，當不銹鋼的厚度小于60mm時，保溫處理時間為120min～180min。
基于上述，在所述穩(wěn)定化處理步驟中，當不銹鋼的厚度大于60mm時，保溫處理時間的計算公式為(120+(材料厚度-60)×2)，保溫處理時間的單位為分鐘?；谏鲜?，所述熱壓處理步驟中，將穩(wěn)定化處理后的不銹鋼進行壓制成形處理后，當穩(wěn)定化處理后的不銹鋼厚度小于30mm時采用空冷冷卻處理，當穩(wěn)定化處理后的不銹鋼厚度為30mm～60mm時采用噴淋冷卻，當穩(wěn)定化處理后的不銹鋼厚度大于60mm時，采用水冷冷卻?；谏鲜?，所述不銹鋼為304號奧氏體不銹鋼或316號奧氏體不銹鋼。其中，不銹鋼封頭入爐前板面進行清洗表面雜質(zhì)、油污等，確保表面清潔，并涂不銹鋼防氧化涂料，打開爐門，放入不銹鋼封頭板，并將熱電偶與產(chǎn)品表面接觸直接測量產(chǎn)品表面溫度，工藝曲線以產(chǎn)品表面溫度為準，加熱爐應(yīng)在密封性良好的電爐或天然氣爐中進行，爐內(nèi)氣氛為微氧化氛，天然氣中硫含量應(yīng)少于0.57g/m3。
本發(fā)明提供的上述不銹鋼封頭熱成形方法省略了制備不銹鋼封頭常用的固溶處理工藝，僅需要一次加熱處理便可以直接進行一次壓制成形或多次壓制成形，工藝簡單。具體地，該不銹鋼封頭熱成形方法先采用升溫段在敏化溫度下，將晶內(nèi)有害元素析出，再通過保溫把晶內(nèi)的富鉻擴散到晶間消除晶間貧鉻，最后采用一次壓制成形或多次壓制成形，避免了成形過程中和成形后再次在敏化區(qū)發(fā)生晶間貧鉻，使成形工藝更好掌握與實施，同時省略了再次固溶處理所帶來的一系列變形和能源消耗、表面氧化等問題，在保證不銹鋼的力學性和耐腐蝕性滿足標準的前提下使得不銹鋼封頭的熱成形時間比需要固溶處理的熱成形時間節(jié)約一半，耗時短，同時由于熱成形溫度比固化處理溫度低，對設(shè)備要求低，能大幅降低能源消耗，從而降低了企業(yè)成本。
技術(shù)特征：
1.一種不銹鋼封頭熱成形方法，包括以下步驟：
穩(wěn)定化處理常溫條件下將不銹鋼置于加熱爐內(nèi)隨爐升溫至400℃后，再以小于等于150℃/h的升溫速度繼續(xù)加熱至900℃～950℃，并進行保溫處理，得到穩(wěn)定化處理后的不銹鋼；
熱壓處理在溫度為950℃～750℃條件下，將穩(wěn)定化處理后的不銹鋼進行壓制成形，冷卻后得到不銹鋼封頭。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不銹鋼封頭熱成形方法，其特征在于，在所述穩(wěn)定化處理步驟中，當不銹鋼的厚度小于60mm時，保溫處理時間為120min～180min。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的不銹鋼封頭熱成形方法，其特征在于，在所述穩(wěn)定化處理步驟中，當不銹鋼的厚度大于60mm時，保溫處理時間的計算公式為(120+(材料厚度-60)×2)，保溫處理時間的單位為分鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的不銹鋼封頭熱成形方法，其特征在于，所述熱壓處理步驟中，將穩(wěn)定化處理后的不銹鋼進行壓制成形處理后，當穩(wěn)定化處理后的不銹鋼厚度小于30mm時采用空冷冷卻處理，當穩(wěn)定化處理后的不銹鋼厚度為30mm～60mm時采用噴淋冷卻，當穩(wěn)定化處理后的不銹鋼厚度大于60mm時，采用水冷冷卻。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的不銹鋼封頭熱成形方法，其特征在于，所述不銹鋼為304號奧氏體不銹鋼或316號奧氏體不銹鋼。
技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種不銹鋼封頭熱成形方法，常溫條件下將不銹鋼置于加熱爐內(nèi)隨爐升溫至400℃后，再以小于等于150℃/h的升溫速度繼續(xù)加熱至900℃～950℃，并進行保溫處理，得到穩(wěn)定化處理后的不銹鋼；在溫度為950℃～750℃條件下，將穩(wěn)定化處理后的不銹鋼進行壓制成形，冷卻后得到不銹鋼封頭。該方法省略了常用的固溶處理工藝，僅需要一次加熱處理便可以直接進行一次壓制成形或多次壓制成形，工藝簡單，先將晶內(nèi)有害元素析出，再保溫處理把晶內(nèi)的富鉻擴散到晶間消除晶間貧鉻，避免了成形過程中和成形后再次在敏化區(qū)發(fā)生晶間貧鉻，無需固溶可達到產(chǎn)品的力學和耐腐蝕性能要求，能大幅縮短熱成形時間和降低能源消耗，特別適合薄壁大直徑封頭的成形。
