核反應(yīng)堆用大尺寸直角彎管鍛件的性能熱處理工藝路線研究

◎李少飛 任利國(guó)

使用大尺寸直角彎管鍛件粗加工余料開展了熱處理參數(shù)試驗(yàn)，分析研究了不同淬火方案對(duì)試驗(yàn)用16MND5材料力學(xué)性能及金相組織的影響。結(jié)果表明在常規(guī)的淬火和回火之間增加一次亞溫淬火，可進(jìn)一步優(yōu)化試驗(yàn)材料的組織形態(tài)，有效提高材料的沖擊韌性，進(jìn)而確定了直角彎鍛件的性能熱處理工藝路線。

我公司承制了國(guó)內(nèi)某型號(hào)反應(yīng)堆RPV產(chǎn)品，采用一體化緊湊式設(shè)計(jì)，該堆型RPV包含一種直角彎管鍛件，其熱處理厚度超過(guò)270mm，且輪廓尺寸復(fù)雜，屬于厚截面異形鍛件。該項(xiàng)目要求對(duì)首件產(chǎn)品進(jìn)行解剖評(píng)定，鍛件水、冒口側(cè)及內(nèi)外拐角處均需內(nèi)外1/4壁厚和壁厚中心位置全部取樣檢驗(yàn)，性能合格難度較大。

核反應(yīng)堆RPV作為核一級(jí)設(shè)備，為保證其在長(zhǎng)時(shí)間的中子輻照情況下仍能正常服役，對(duì)其性能提出了非常嚴(yán)格的要求。為了獲得鍛件優(yōu)異的綜合性能，前人做了大量的研究工作，涌現(xiàn)出關(guān)于化學(xué)元素、冷速、淬透性等影響因素的大量研究成果。隨著鍛件壁厚的增加，由于材料自身的導(dǎo)熱限制，導(dǎo)致無(wú)論如何提升淬火設(shè)備的冷卻能力，鍛件的性能取樣位置處的冷卻速度都無(wú)法實(shí)現(xiàn)明顯提升，采用常規(guī)的熱處理工藝方案保證力學(xué)性能合格難度極大。

亞溫淬火，又稱臨界區(qū)淬火或者兩相區(qū)淬火，是指將具有平衡態(tài)或非平衡態(tài)原始組織的亞共析鋼加熱到鐵素體與奧氏體雙相區(qū)的一定溫度區(qū)間（AC1~AC3）保溫一定時(shí)間后淬火的熱處理工藝。……