目前600 MW鍋爐己成為火力發(fā)電主力機(jī)組，裝機(jī)達(dá)數(shù)百臺(tái)，然而其主蒸汽出口F91鍛造斜三通主要依賴(lài)進(jìn)口。面對(duì)如此大的需求量，只依賴(lài)進(jìn)口而不求自主研發(fā)是不行的。其一是時(shí)間上不允許，進(jìn)口鍛造斜三通交貨時(shí)間長(zhǎng)，長(zhǎng)途運(yùn)輸還需時(shí)間，無(wú)法滿(mǎn)足建設(shè)安裝的需要，這就要早安排，但設(shè)計(jì)院往往提交圖紙較晚，直接影響了工程進(jìn)度；其二是進(jìn)口價(jià)格非常高；其三是進(jìn)口鍛造斜三通的質(zhì)量不一定百分之百合格。針對(duì)這種情況，自主開(kāi)發(fā)研制F91鍛造斜三通己刻不容緩。在爭(zhēng)得電廠(chǎng)用戶(hù)同意下，重型金屬鍛件廠(chǎng)承接了600 MW鍋爐主蒸汽出口F91鍛造斜三通的研發(fā)任務(wù)。
1、對(duì)鍛件胚料的要求
    依照ASME SA182標(biāo)準(zhǔn)對(duì)F91的冶煉提出包括化學(xué)成分、力學(xué)性能及金相組織的要求。
2、鍛造用材
    鍛造斜三通用在2000 t/h亞臨界鍋爐主蒸汽出口，其溫度為540℃，壓力為17. 47 MPa，而目前國(guó)內(nèi)外普遍采用要求化學(xué)成分級(jí)別為9% Cr、1%Mo.0.20%(V+Cd +N)的合金鋼。國(guó)內(nèi)不少?gòu)S家也具備了熔煉此類(lèi)鋼的條件，因此選擇國(guó)內(nèi)廠(chǎng)家生產(chǎn)鍛造斜三通的胚料，不僅可減少成本，而且節(jié)約時(shí)間。富通新能源生產(chǎn)銷(xiāo)售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒顆粒機(jī)、木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料，同時(shí)我們還有大量的楊木木屑顆粒燃料和玉米秸稈顆粒燃料出售。
    鍛造斜三通胚料采用了國(guó)內(nèi)最先進(jìn)的VODC熔煉方法，在具有脫氣及附加精煉的真空電弧爐中生產(chǎn)。其化學(xué)成分、力學(xué)性能見(jiàn)表1、表2。
    金相組織：貝氏體、晶粒度7級(jí)。熱處理要求正火1040—1095℃空冷，回火730℃。
3、鍛造工藝
    高合金F91馬氏體耐熱鋼熱加工性能非常差，報(bào)廢率極高。胚料錠模尺寸規(guī)格：101.6 cm（40英寸），實(shí)際用料8440 kg，在煤氣加熱爐中加熱到鍛造溫度，始鍛造溫度<1200℃，實(shí)際控制在1180℃。終鍛造溫度> 800℃，而實(shí)際控制在850℃。
    加熱時(shí)間≥32 h，達(dá)到完全奧氏體化，在2 500 t壓機(jī)上鍛壓，鍛造比>4，較高的鍛造比有助于心部鍛透。將鋼錠鍛成正方750mm×750mm后切頭23%，確保鍛件質(zhì)量。落料呈長(zhǎng)方體750 mm×750mmxl380mm，鐓粗高至800mm，通過(guò)2次拔長(zhǎng)至1600mm，鐓粗鍛成1100mm×675mm X1045mm，然后沖孔擴(kuò)孔，鐓平端面，修正尺寸。鍛后爐冷，然后退火熱處理，退火工藝曲線(xiàn)見(jiàn)圖2。
    將退火后的鍛件內(nèi)外表面加工去除氧化皮見(jiàn)金屬光澤，進(jìn)行超聲波和磁粉探傷，初探合格后，進(jìn)行最終正火加回火熱處理，其熱處理曲線(xiàn)見(jiàn)圖3。
4、機(jī)械加工
    鍛造斜三通的外形尺寸見(jiàn)圖4。
    鍛件經(jīng)正火加回火熱處理后，又在鍛件兩端交叉1800取機(jī)械性能試樣，其理化結(jié)果見(jiàn)表3、表4。
    金相檢查：晶粒度7級(jí)、顯微組織貝氏體。
    鍛造斜三通理化及金相顯微組織都滿(mǎn)足了ASME標(biāo)準(zhǔn)，其各項(xiàng)性能指標(biāo)都達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
    在對(duì)鍛造斜三通做最終探傷檢查采用ASMESA388和ASME 788520標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行超聲波檢測(cè)未發(fā)現(xiàn)超出標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)缺陷，按JB 4730做滲透檢查未發(fā)現(xiàn)缺陷顯示，該鍛造斜三通合格。
    鍛造斜三通的幾何尺寸符合圖紙要求，經(jīng)外表打磨拋光后交付使用，富通新能源生產(chǎn)銷(xiāo)售的生物質(zhì)鍋爐以及木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料是客戶(hù)們不錯(cuò)的選擇。
5、結(jié)論
    通過(guò)此次對(duì)高合金馬氏體鋼大鍛件的開(kāi)發(fā)研制，我國(guó)的熔煉和鍛造技術(shù)己達(dá)到國(guó)際通用ASME要求，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，為今后高合金重型鍛件制造的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)打下了基礎(chǔ)。