1Cr18Ni9Ti材料属于奥氏体不锈钢材料的一种,具有良好的耐腐蚀性能及其它综合力学性能,常被用于制造桅杆锻件,以适应较大的水压力条件和恶劣的海洋环境条件。由于需求的力学性能要求远高于国内行业标准,国内对该材料的研究制造仅处于低强度级别,高强度级别的研究处于空白,致使桅杆用的1Cr18Ni9Ti材料一直未能国产。本研究通过开展1Cr18Ni9Ti材料的化学成分配比、细长轴(桅杆)锻造成型工艺以及固溶热处理工艺等关键工艺研究,提高该材料的抗拉强度及屈服强度,使之满足设计要求。在前期工艺试验条件下,首先对1Cr18Ni9Ti的各种工艺参数,特别是化学成分、锻造和固溶处理温度对力学性能的影响进行测定,并对比了国外锻件的各项性能。根据收集的数据,分析了不锈钢桅杆锻件性能有偏差的原因,并提出如下改进措施:1)优化化学成分的配比,综合各元素含量之间的相互作用影响;2)针对两端屈服强度、晶粒度存在差异的问题,尽量减少锻造火次,加大压下量,严格控制锻造过程,以细化晶粒。研究中综合分析碳、铬、钼、镍、钛等元素对组织、性能的影响及其相互作用,增加钼、铌,合理配比多元合金元素,设计并控制冶炼内控成分,提高锻件高屈服强度及耐腐蚀性能。并研究制定相应的冶炼过程控制措施、锻造过程控制措施、机加工过程控制措施、热处理过程控制措施,设计了上平下V型砧锻造工装,采用不同火次、不同压下量的锻造工艺方法,用以解决材料锻造易开裂的难题,并保证了锻件组织均匀、晶粒细小。其后按照上述方法,制作了样件,并进行了综合力学性能对比试验和海洋环境中的耐蚀试验。样件的各项试验数据表明,锻件材料内部质量完好,强度、塑性、冲击韧性及硬度分布等基本性能,以及夹杂物、晶粒度级别和低倍组织缺陷与评级等均达到设定指标要求,塑韧性有较大的富裕量,具有良好的耐腐蚀性;与国外材料对比,强度和塑性水平总体相当,整体硬度值较高且沿横截面硬度分布不均匀率小于国外材料,冲击韧性有提升空间,耐腐蚀性相当;材料性能可以满足工程上的设计要求。