一种UNSN08120合金及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种UNS N08120合金,包括以下质量配比计的成分:C:0.040％

【技术实现步骤摘要】
一种UNS N08120合金及其制备方法


[0001]本专利技术涉及特种合金领域,具体而言,涉及一种UNS N08120合金及其制备方法。

技术介绍

[0002]UNS N08120合金(以下简称8120)是一种在800H基础上发展而来的固溶强化型的耐热合金这种合金有极高的高温强度同时兼备抵抗渗碳、硫化的能力。8120的抗高温氧化性在Fe
‑
Cr
‑
Ni合金中是最好的,综合性能比300不锈钢系列、800系列都更优秀。即使和Ni
‑
Cr系列合金相比,该合金1095℃温度以下的强度也明显高。同时该合金冷热加工成型均较良好,产品涉及棒、法兰锻件、管、板等,被广泛运用于化工汽化炉邻域流化床部件。
[0003]为了实现8120的高强度和高持久性能,ASME规范中要求晶粒度粗于5级,实际生产中根据产品的具体形态晶粒度在0
‑
5级之间,级差较大。极端情况下甚至出现阴阳面大小晶粒分割明显的情况。固溶处理后混乱粗大的晶粒影响后期探伤质量,杂波和异常波形水平较高,很难与真正的缺陷波进行区分。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是提供一种UNS N08120合金,以解决常规UNS N08120合金晶粒粗大,强度和持久性能不达标的问题。
[0005]为了解决上述问题,本专利技术提供了一种UNS N08120合金,包括以下质量配比计的成分:
[0006]C:0.040％
‑
0.060％；Mn:0.60％
‑
0.80％；P:≤0.020％；S:≤0.010％；Si:0.30％
‑
0.50％；Cr:24.00％
‑
25.00％；Ni:36.00％
‑
38.00％；Nb+Ta:0.60％
‑
0.80％；Cu:≤0.2％；N:0.20％
‑
0.25％；Al:≤0.05％；Ti:0.03
‑
0.05％；Mo:0.90％
‑
1.10％；W:0.80％
‑
1.20％,Co:2.50％
‑
2.80％,B:0.003％
‑
0.005％,余量为Fe以及不可避免的杂质。
[0007]作为优选的方案，包括以下质量配比计的成分：
[0008]C:0.051％；Mn:0.75％；P:0.15％；S:0.002％；Si:0.45％；Cr:24.58％；Ni:36.89％；Nb+Ta:0.75％；Cu0.03％；N:0.21％；Al:0.04％；Ti:0.04％；Mo:1.07％；
[0009]W:1.10％,Co:2.75％,B:0.003％,余量为Fe以及不可避免的杂质。
[0010]本专利技术要解决的另一个问题是，提供上述UNS N08120合金的制备方法,以解决常规方法制备得到的UNS N08120合金合金晶粒粗大,强度和持久性能不达标的问题。
[0011]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种UNS N08120合金的制备方法,包括以下步骤：
[0012]S1：按根据ASME SA
‑
564中N08120的标准成分范围进行原料配料，将所述原料加入至感应炉中进行熔炼，制备得到感应锭；
[0013]S2：将所述步骤S1制备得到的感应锭修磨后进行电渣重熔，得到电渣锭；
[0014]S3：将所述步骤S2制备得到的所述电渣锭进行加热锻造处理，所述加热锻造包括将所述电渣锭依次升温至1000
±
10℃、1220
±
10℃并保温后出炉锻造，所述锻造的温度≥
1000℃；
[0015]S4：将所述步骤S3处理后的锻件进行热处理后得到UNS N08120合金；所述热处理包括预处理以及固溶处理，所述预处理包括将所述锻件升温至1000
±
10℃并保温后出炉空冷；所述固溶处理包括将所述预处理结束后的锻件依次升温至1000
±
10℃、1200
±
10℃并保温后出炉水冷处理。
[0016]作为优选的方案,所述步骤S3中，所述加热锻造的热处理包括：控制所述电渣锭的进炉温度为400℃，加热2h；第一次将炉内温度升至1000
±
10℃，且升温速度≤80℃/h，进行第一次保温；之后第二次升温至1220
±
10℃，且升温速度≤80℃/h，进行第二次保温，结束热处理。
[0017]作为优选的方案,所述第一次保温的时间为2
‑
3min/mm，所述第二次升温的时间为2
‑
3min/mm。
[0018]作为优选的方案,所述步骤S3中，所述锻造的条件为：采用6000T压机进行开坯，每火总变形量控制在≥30％，单道次变形量大于临界变形量，控制在10％
‑
15％之间。
[0019]作为优选的方案,所述步骤S4中，所述预处理的条件为：将所述锻件以≤300℃的温度装炉，以≤100℃/h的速度将炉温升温至1000
±
10℃，待所述锻件升温至1000
±
10℃后进行保温，随后出炉空冷。
[0020]作为优选的方案,所述进行保温的时间为3
‑
4min/mm。
[0021]作为优选的方案,所述步骤S4中，所述固溶处理的条件为：将所述锻件以≤300℃的温度装炉，第一次升温至500℃，随后继续第二次升温至1000
±
10℃，且升温速度≤100℃/h，进行第一次保温；随后以≤80℃/h的速度第三次升温至炉温1200
±
10℃，待所述锻件升温至1200
±
10℃，进行第二次保温，随后出炉水冷处理。
[0022]作为优选的方案,所述第一次保温的时间为2min/mm，所述第二次保温的时间为3
‑
4min/mm。
[0023]本专利技术一种UNS N08120合金的制备方法上述步骤S4的热处理采用预处理加最终处理两道工序。预处理保温设在第二相析出温度最大的温度区间,且要避开LAVES、σ相等脆性相的析出峰温度。预处理的目的的快速在晶界、亚晶等位置形核,这些质点起到钉扎的作用从而阻止晶粒后期高温异常长大,同时释放锻造过程遗留的组织应力,使整个基体的能量起伏趋于平衡,这样可以缓解后期高温固溶阶段由于结构能量不均造成的局部晶粒异常长大。
[0024]本专利技术一种UNS N08120合金的制备方法通过基于现有传统的冶炼路径，在优化UNS N08120合金成分的基础上，为合金中增加了MC型碳化物和LAVES相，并且成分中加入的W、Mo、Co、Ti元素都是强碳化物形成元素或促进碳化物形成的元素。大量碳化物的析出可以在晶间形成质点阻碍晶粒长大，起到一定细化晶粒的作用；并通过中频感应炉+电渣重熔产出优质的UN本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种UNS N08120合金,其特征在于：包括以下质量配比计的成分:C:0.040％
‑
0.060％；Mn:0.60％
‑
0.80％；P:≤0.020％；S:≤0.010％；Si:0.30％
‑
0.50％；Cr:24.00％
‑
25.00％；Ni:36.00％
‑
38.00％；Nb+Ta:0.60％
‑
0.80％；Cu:≤0.2％；N:0.20％
‑
0.25％；Al:≤0.05％；Ti:0.03
‑
0.05％；Mo:0.90％
‑
1.10％；W:0.80％
‑
1.20％,Co:2.50％
‑
2.80％,B:0.003％
‑
0.005％,余量为Fe以及不可避免的杂质，各组分质量百分比之和为100％。2.根据权利要求1所述的UNS N08120合金,其特征在于：包括以下质量配比计的成分：C:0.051％；Mn:0.75％；P:0.15％；S:0.002％；Si:0.45％；Cr:24.58％；Ni:36.89％；Nb+Ta:0.75％；Cu0.03％；N:0.21％；Al:0.04％；Ti:0.04％；Mo:1.07％；W:1.10％,Co:2.75％,B:0.003％,余量为Fe以及不可避免的杂质，各组分质量百分比之和为100％。3.一种权利要求1
‑
2任一项所述UNS N08120合金的制备方法,其特征在于：包括以下步骤：S1：按根据ASME SA
‑
564中N08120的标准成分范围进行原料配料，将所述原料加入至感应炉中进行熔炼，制备得到感应锭；S2：将所述步骤S1制备得到的感应锭修磨后进行电渣重熔，得到电渣锭；S3：将所述步骤S2制备得到的所述电渣锭进行加热锻造处理，所述加热锻造包括将所述电渣锭依次升温至1000
±
10℃、1220
±
10℃并保温后出炉锻造，所述锻造的温度≥1000℃；S4：将所述步骤S3处理后的锻件进行热处理后得到UNS N08120合金；所述热处理包括预处理以及固溶处理，所述预处理包括将所述锻件升温至1000
±
10℃并保温...

【专利技术属性】
技术研发人员：季宏伟，张明昊，刘会明，牛建科，邱伟明，
申请(专利权)人：江西宝顺昌特种合金制造有限公司，
类型：发明
国别省市：