GH625高温合金管坯的制备方法技术

本发明专利技术提供一种GH625高温合金管坯的制备方法，包括：采用真空感应熔炼的方法制作电极棒；电极棒经表面打磨后，放入电渣重熔炉进行电渣重熔获得电渣钢锭；在将电渣钢锭开坯后，将有缺陷的部位切净和磨净，入锻造加热炉进行保温锻造；在经过保温锻造的电渣钢锭通过超声波的无损探伤后对其进行加工，获得棒料；在棒料一端外圆的中心加工定心孔；将加工定心孔的棒料放进加热炉进行加热；利用三辊斜轧穿孔机对加热后的棒料进行三辊穿孔；对三辊穿孔后的棒料进行水冷，冷却至室温形成GH625高温合金管坯。利用本发明专利技术能够提高管坯的成材率。

Preparation method of GH625 high temperature alloy tube blank

The present invention provides a method, a preparation of GH625 high temperature alloy tube includes: the method of vacuum induction melting electrode rod; the electrode rod surface after grinding, in electroslag remelting furnace electroslag remelting for electroslag ingot; the electroslag ingot billet, the defective parts cut net and grinding net, heat forging in forging heating furnace; after electroslag ingot forging by ultrasonic nondestructive testing of insulation after processed them to obtain bar; bar is in the center of the circular processing of Ding Xinkong; the bar material processing center hole into the heating furnace for heating; using three rollers the rotary piercer bar after heating for three roll piercing; cooling the rod three and after perforation, cooling to room temperature to form GH625 alloy tube. The invention can improve the yield of the tube blank.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及坯管制造
，更为具体地，涉及一种GH625高温合金管坯的制备方法。
技术介绍
低成本批量制备无缝管坯管的典型工艺被称为热穿孔。国内外经过几十年的不懈努力，目前，对于大多数固溶强化类的高温合金材料，均能顺利通过此工序加工，从而使得大多数固溶类高温合金能以低成本方式批量制备出各种规格无缝管材料。典型镍基高温合金材料有：GH3030、Inconel600、Inconel601等。难变形高温合金，通常主要指沉淀强化型高温合金与W\\Mo含量很高的固溶强化型高温合金(如GH625、GH163等)通常具有优异的综合使用性能，如合金具有较高的高温强度、优良的抗氧化及耐腐蚀性能等，但由于其化学成分中含有铝、钛、铌等，高温时效时形成大量的金属间强化相，从而使合金强化的同时，材料的塑韧性下降，使材料的各种加工性能、尤其是热加工变形困难。由于难变形高温合金热塑性低，无法用热穿孔方式制备无缝管管坯。目前采用的方式主要有：(1)深孔钻方式：不仅成材率极低，且难以制备有长度要求的管材；(2)热挤压方式：虽可制备出各种长度的无缝管管坯，但仍需要先用深孔钻方式制备出厚壁管坯，再在热挤压设备上制备出无缝管管坯。不仅设备投资极大，且材料利用率很低，成本是通常热穿孔方式的数倍。采用上述方式加工的无缝管管坯，以棒料计算，无缝管管坯的成材率仅30-40％，远低于采用热穿孔方式达到的70％以上。针对上述问题，GH625为典型的固溶强化型高温合金，无法通过常见的热穿孔方式制备出无缝管管坯，只能通过棒料深孔钻；或者先深孔后，再采用热挤压方式制备出无缝管管坯。不仅制备周期长、成本高，且成材率很低，一般为30-40％。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术的目的是提供一种GH625高温合金管坯的制备方法，包括：步骤S100：采用真空感应熔炼的方法制作电极棒；在采用真空感应熔炼的方法制作电极棒的过程中，将GH625高温合金成分中的C、Cr、Ni、Co、Mo、Fe、Nb、P和S装在坩埚的中部和/或下部高温区，将GH625高温合金成分中的Al和Ti装入分格加料器中，真空度达到10-2Pa量级及以下，精炼时间20～30min，浇铸形成电极棒；步骤S101：电极棒经表面打磨后，放入电渣重熔炉进行电渣重熔获得电渣钢锭；其中，渣料的成分重量配比为：CaF2：Al2O3：CaO4＝76:20:4，将配好的渣料放入箱式炉中进行烘烤，烘烤温度保持在690℃-710℃，保温4小时后取出；以及，在对电极棒进行电渣重熔的过程中，在电渣重熔炉内，待电极棒起电弧后将经过烘烤的渣料沿炉口四周均匀加入，将熔池均匀覆盖，在电极棒重新熔化和凝固后，获得电渣钢锭；步骤S102：在将电渣钢锭开坯后，将有缺陷的部位切净和磨净，入锻造加热炉进行保温锻造；其中，开坯加热温度控制在1130℃-1150℃，锻造温度控制在1120℃-1140℃，终锻温度控制在＞930℃；步骤S103：在经过保温锻造的电渣钢锭通过超声波的无损探伤后对其进行加工，获得棒料；步骤S104：在棒料一端外圆的中心加工定心孔；步骤S105：将加工定心孔的棒料放进加热炉进行加热；步骤S106：利用三辊斜轧穿孔机对加热后的棒料进行三辊穿孔；步骤S107：对三辊穿孔后的棒料进行水冷，冷却至室温形成GH625高温合金管坯。本专利技术的有益效果为：1、采取先进的真空熔炼工艺和氩气保护电渣重熔工艺，获得成分组织均匀，高纯净度的合金锭，并通过控温热锻技术，获得热塑性高的合金棒料。2、采用三辊热穿孔方式，并针对难变形高温合金，通过对热穿孔工艺参数的研究，获得一种关于难变形高温合金的高温变形温度与穿孔机轧制压下量、轧辊转速、轧辊倾角的合理组合，实现难变形高温合金无缝管坯高效、短流程的生产制备工艺，使其成材率从目前的30-40％提高到70％以上。具体实施方式在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。本专利技术进行穿孔的棒料成分如下表所示，合金的成分均符合国标GB/T14992-94中关于GH625的要求，从实验合金组成元素含量分析，本专利技术所采用的材料为低杂质含量、成分组织均匀的高纯净度合金材料。表1其中，C、Cr、Ni、Co、Mo、Fe、Nb、P、S这九种元素的熔点高且不易氧化，而Al和Ti属于活泼元素。本专利技术提供的GH625高温合金管坯的制备方法，包括：步骤S100：采用真空感应熔炼的方法制作电极棒。采用真空感应熔炼炉对GH625高温合金进行熔炼，装炉时做到“上松下紧”的原则，并将熔点高且不易氧化的C、Cr、Ni、Co、Mo、Fe、Nb、P和S元素装在坩埚的中部和/或下部高温区，将活泼元素Al和Ti装入分格加料器中，真空度达到10-2Pa量级及以下，精炼时间20～30min，浇铸形成电极棒。步骤S101：电极棒经表面打磨后，放入电渣重熔炉进行电渣重熔获得电渣钢锭。渣料的成分重量配比为：CaF2：Al2O3：CaO4＝76:20:4，将配好的渣料放入箱式炉中进行烘烤，烘烤温度保持在690℃-710℃，保温4小时后取出，每炉准备渣料的重量为2-2.5kg；在对电极棒进行电渣重熔的过程中，在电渣重熔炉内，待电极棒起电弧后将经过烘烤的渣料沿炉口四周均匀加入，将熔池均匀覆盖，熔池反应稳定为宜，随着电极棒的重新熔化和凝固，最终得到表面光滑，四周表面无缩孔等缺陷的电渣钢锭。本专利技术采用的水冷结晶器的上口直径为120mm，下口直径为140mm，电极棒的熔速为1kg/min，不锈钢保护罩固定在结晶器上部，在熔炼电极棒的过程中，保护罩内通流速为30-35L/min的氩气，通过氩气保护可使熔渣和电极不被氧化，从而无需加入脱氧剂，有效防止增氧和增氢，提高钢锭的纯净度，并有效减少元素烧损。步骤S102：在将电渣钢锭开坯后，将有缺陷的部位切净和磨净，入锻造加热炉进行保温锻造；其中，开坯加热温度控制在1130℃-1150℃，锻造温度控制在1120℃-1140℃，终锻温度控制在＞930℃。步骤S103：在经过保温锻造的电渣钢锭通过超声波的无损探伤后对其进行加工，获得规格为的棒料。本专利技术中棒料的尺寸在确定棒料的尺寸后，机加工车外圆，最终得到成分组织均匀、无缺陷的高质量棒料。步骤S104：在棒料一端外圆的中心加工直径为深度为15mm-25mm的定心孔。由于GH625高温合金强度较高，在多次实验的基础上，若直接采取无孔棒料进行穿孔，所得无缝管坯均有严重开裂的情况发生，因而本专利技术采取在GH625高温合金棒料的一端外圆的中心加工直径为深度为15mm-25mm的定心孔的方式，以保证穿孔顺利进行。此方法与传统镗孔工艺相比，由于仅加工小孔，加工小孔后棒料成材率可在80％以上、且管坯力学性能优异。GH625高温合金是固溶强化高温合金，塑形好一些，因此，可以在棒料的一端打盲孔后进行三辊热穿孔。步骤S105：将加工定心孔的棒料放进加热炉进行加热。GH625高温合金棒料在三辊穿孔前需要进行加热，GH625高温合金棒料加热工艺的主要参数有入炉温度、加热速度、加热温度和保温时间。加热制度对于高温合金穿孔最为重要，通过用测试塑性图与合金自由锻造温度比较，以及实际穿孔试验等方法，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种GH625高温合金管坯的制备方法，包括：步骤S100：采用真空感应熔炼的方法制作电极棒；在采用真空感应熔炼的方法制作电极棒的过程中，将GH625高温合金成分中的C、Cr、Ni、Co、Mo、Fe、Nb、P和S装在坩埚的中部和/或下部高温区，将GH625高温合金成分中的Al和Ti装入分格加料器中，真空度达到10‑2Pa量级及以下，精炼时间20～30min，浇铸形成所述电极棒；步骤S101：所述电极棒经表面打磨后，放入电渣重熔炉进行电渣重熔获得电渣钢锭；其中，渣料的成分重量配比为：CaF2：Al2O3：CaO4＝76:20:4，将配好的渣料放入箱式炉中进行烘烤，烘烤温度保持在690℃‑710℃，保温4小时后取出；以及，在对所述电极棒进行电渣重熔的过程中，在电渣重熔炉内，待所述电极棒起电弧后将经过烘烤的渣料沿炉口四周均匀加入，将熔池均匀覆盖，在所述电极棒重新熔化和凝固后，获得所述电渣钢锭；步骤S102：在将所述电渣钢锭开坯后，将有缺陷的部位切净和磨净，入锻造加热炉进行保温锻造；其中，开坯加热温度控制在1130℃‑1150℃，锻造温度控制在1120℃‑1140℃，终锻温度控制在＞930℃；步骤S103：在经过保温锻造的电渣钢锭通过超声波的无损探伤后对其进行加工，获得棒料；步骤S104：在所述棒料一端外圆的中心加工定心孔；步骤S105：将加工定心孔的棒料放进加热炉进行加热；步骤S106：利用三辊斜轧穿孔机对加热后的棒料进行三辊穿孔；步骤S107：对三辊穿孔后的棒料进行水冷，冷却至室温形成GH625高温合金管坯。...

【技术特征摘要】
1.一种GH625高温合金管坯的制备方法，包括：步骤S100：采用真空感应熔炼的方法制作电极棒；在采用真空感应熔炼的方法制作电极棒的过程中，将GH625高温合金成分中的C、Cr、Ni、Co、Mo、Fe、Nb、P和S装在坩埚的中部和/或下部高温区，将GH625高温合金成分中的Al和Ti装入分格加料器中，真空度达到10-2Pa量级及以下，精炼时间20～30min，浇铸形成所述电极棒；步骤S101：所述电极棒经表面打磨后，放入电渣重熔炉进行电渣重熔获得电渣钢锭；其中，渣料的成分重量配比为：CaF2：Al2O3：CaO4＝76:20:4，将配好的渣料放入箱式炉中进行烘烤，烘烤温度保持在690℃-710℃，保温4小时后取出；以及，在对所述电极棒进行电渣重熔的过程中，在电渣重熔炉内，待所述电极棒起电弧后将经过烘烤的渣料沿炉口四周均匀加入，将熔池均匀覆盖，在所述电极棒重新熔化和凝固后，获得所述电渣钢锭；步骤S102：在将所述电渣钢锭开坯后，将有缺陷的部位切净和磨净，入锻造加热炉进行保温锻造；其中，开坯加热温度控制在1130℃-1150℃，锻造温度控制在1120℃-1140℃，终锻温度控制在＞930℃；步骤S103：在经过保温锻造的电渣钢锭通过超声波的无损探伤后对其进行加工，获得棒...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘筱薇，邹良爽，仵海东，周安若，李德良，肖大志，刘伟，
申请(专利权)人：重庆科技学院，北京科源科金属材料有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50