【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于镍基合金无缝管及其制造，具体涉及一种粗大等轴晶组织n08120镍基合金无缝管及其制备方法。
技术介绍
1、高温合金通常是指具有在600℃以上时能够承受较大较复杂应力，且表面有一定稳定性的合金材料，通常有铁基、镍基和钴基。高温合金具有较好的高温抗拉强度、抗氧化抗腐蚀性能、抗疲劳、抗蠕变性能、断裂性能和组织稳定性等。高温合金按照强化类型分类，可以分为固溶强化高温合金和沉淀强化高温合金。
2、n08120是美国哈氏公司研制的fe-ni基合金，也是一种典型固溶强化的镍基耐热合金，因其具有极好的高温强度和耐腐蚀性能，被广泛应用于热处理炉炉体以及加热管等耐高温、耐腐蚀材料。cr、mo、fe和nb是n08120镍基合金中固溶强化元素的代表，其中，cr和mo可以提高合金的耐腐蚀性，fe降低成本，nb促进沉淀硬化。由于n08120合金含有较高的碳元素，以及较多的易沉淀元素(如铬、钼和铌等)，容易形成沉淀相，一旦在高温复杂的环境下服役时，n08120合金的微观结构极大可能发生变化，从而影响n08120合金铸件在使用过程中的稳定性。而合金在高温环境下的稳定性取决于粗大等轴晶组织的均匀性，当等轴晶的晶粒度达到5级或更粗时，n08120合金在高温复杂环境下的使用稳定性则更好。
3、申请号为201710887663.3的专利技术专利公开了高温加热炉用uns n08810铁镍基合金大口径无缝管材的制造方法，其包括如下步骤：首先采用电弧冶炼的方法直接连铸出符合要求的方锭，再对方锭进行开坯，然后采用热穿孔工艺生产出毛管，最后
技术实现思路
1、在实际生产中，n08120镍基合金无缝管通常选择固溶热处理，由于该合金的碳含量偏高以及其他易沉淀元素含量较多，固溶热处理不当会在晶界形成碳化物析出相，影响合金的使用性能；合金在高温环境下的稳定性关键就是晶粒度的均匀，而晶粒度同时受变形量和固溶热处理工艺的影响。
2、因此，为了解决现有技术中的n08120镍基合金无缝管难以同时精确控制粗大等轴晶组织的形成和耐腐蚀性能提高的问题，本专利技术的目的在于提供一种粗大等轴晶组织n08120镍基合金无缝管及其制备方法，通过对n08120镍基合金无缝管的成分、变形量和固溶热处理温度等进行研究，实现了n08120镍基合金无缝管具有粗大等轴晶组织的要求，保证了其高温使用性能，可用于各种规格的炉管、加热管和热储存器等结构材料领域。
3、为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
4、一种粗大等轴晶组织n08120镍基合金无缝管的制备方法，包括以下步骤：
5、s1、采用电弧炉进行炉外精炼及电渣重熔，然后热锻成型，得到n08120镍基合金圆钢；
6、作为上述技术方案的优选，步骤s1中，所述n08120镍基合金圆钢的组分及重量百分比为：0.05％≤c≤0.10％；si≤1.0％；mn≤1.5％；s≤0.03％；36.0％≤ni≤39.0％；cu≤0.50％；mo≤2.50％；25.0％≤cr≤27.0％；al≤0.40％；ti≤0.20％；p≤0.04％；b≤0.010％；co≤3.0％；0.45％≤nb≤0.9％；w≤2.5％；0.15％≤n≤0.30％；fe＝余量。
7、上述技术方案中，通过控制n08120镍基合金中的碳、铬、镍和铌的含量，能够为镍基合金无缝管提供良好的耐腐蚀性能。其中，本专利技术将镍基合金中的碳含量下限控制在0.05％以上，能够保证合金的高温强度，上限控制在0.10％可以确保合金的耐蚀性；因此，将碳含量选择在0.05～0.10％之间，这种调整能够有效的提升n08120镍基合金无缝管的高温性能。铬、镍和铌的含量控制在标准上限，能够确保合金的综合性能。
8、作为上述技术方案的优选，步骤s1中，所述热锻成型的锻压比不小于4.0。本专利技术在热锻成型过程中将锻压比设置为不小于4.0，主要是由于当锻压比大于等于4.0后，能够使得镍基合金内部的元素分布均匀，使得碳化物能够更容易形成弥散的细小强化相，从而提升了镍基合金的耐腐蚀性能以及力学性能；而当锻压比小于4.0之后，合金中各元素的分布会出现分散不均匀的现象，导致其耐腐蚀性能和力学性能均会出现不同程度的下降。
9、s2、将步骤s1中的圆钢切割成短料，再把短料进行钻孔、倒角、清洗，然后依次在一次感应加热炉中加热、扩孔、二次感应加热炉中加热，最后进行热挤压处理，得到荒管；
10、作为上述技术方案的优选，步骤s2中，在一次感应加热炉中加热前，还包括对清洗后的短料预加热至900～1000℃，预热1～2小时。先进行预加热能够软化管坯，提高其塑性，降低对模具以及设备的要求；且预加热温度不在900～1000℃范围时，热挤压处理难以进行，易造成闷车现象。
11、作为上述技术方案的优选，步骤s2中，一次感应加热炉的加热温度＜二次感应加热炉的加热温度＝热挤压的挤压温度。
12、作为上述技术方案的优选，步骤s2中，所述热挤压处理的挤压温度为1180～1250℃，挤压比为15～20。
13、上述技术方案中，热挤压处理的挤压温度为1180～1250℃，在此温度范围内，管坯的变形抗力小容易塑性变形；同时较大的挤压比(15～20)，可以使初始晶粒破碎严重，晶粒细化充分。当挤压比小于15时，晶粒尺寸大且均匀性较差，容易形成混晶组织；而当挤压比大于20时，晶粒尺寸细化明显，但是材料内部作用力较大容易产生微裂纹，而且也可能产生碳化物析出相，不利于后续加工。
14、作为上述技术方案的优选，步骤s2得到的荒管还需进行精整处理。
15、s3、将步骤s2的荒管经过冷轧处理，轧至成要求规格的管材；
16、作为上述技术方案的优选，步骤s3冷轧处理的过程中，至少单次变形量≥50％；其目的在于对挤压荒管起到较大的形变，能够细化、均匀化晶粒，提高产品生产效率。
17、变形量可以使合金的组织在一定程度上发生改变。上述技术方案中，选择至少单次变形量在50％及以上，可以很好的破碎组织，使组织中的晶粒各项异性较好，在后续的热处理过程中，可以很好地实现各项异性，是保证材料具有等轴晶组织的前提。
18、作为上述技术方案的优选，步骤s2冷轧处理的过程中，若为多道次冷轧，则在每道次冷轧完成后需要对管材依次进行去油、热处理、酸洗、矫直。
19、s4、将步骤s3的管材依次经过去油、热处理、酸本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种粗大等轴晶组织N08120镍基合金无缝管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的粗大等轴晶组织N08120镍基合金无缝管的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述N08120镍基合金圆钢的组分及重量百分比为：0.05％≤C≤0.10％；Si≤1.0％；Mn≤1.5％；S≤0.03％；36.0％≤Ni≤39.0％；Cu≤0.50％；Mo≤2.50％；25.0％≤Cr≤27.0％；Al≤0.40％；Ti≤0.20％；P≤0.04％；B≤0.010％；Co≤3.0％；0.45％≤Nb≤0.9％；W≤2.5％；0.15％≤N≤0.30％；Fe＝余量。
3.根据权利要求1所述的粗大等轴晶组织N08120镍基合金无缝管的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述热锻成型的锻压比不小于4.0。
4.根据权利要求1所述的粗大等轴晶组织N08120镍基合金无缝管的制备方法，其特征在于，步骤S2中，在一次感应加热炉中加热前，还包括对清洗后的短料预加热至900～1000℃，预热1～2小时。
5.根据权利要求1所述的粗大等轴晶组织
6.根据权利要求1所述的粗大等轴晶组织N08120镍基合金无缝管的制备方法，其特征在于，步骤S2得到的荒管还需进行精整处理。
7.根据权利要求1所述的粗大等轴晶组织N08120镍基合金无缝管的制备方法，其特征在于，步骤S3冷轧处理的过程中，至少单次变形量≥50％。
8.根据权利要求1所述的粗大等轴晶组织N08120镍基合金无缝管的制备方法，其特征在于，步骤S2冷轧处理的过程中，若为多道次冷轧，则在每道次冷轧完成后需要对管材依次进行去油、热处理、酸洗、矫直。
9.根据权利要求1所述的粗大等轴晶组织N08120镍基合金无缝管的制备方法，其特征在于，步骤S4中，所述热处理的温度为1190～1250℃。
10.一种粗大等轴晶组织N08120镍基合金无缝管，其特征在于，采用权利要求1～9中任一项所述的方法制备得到。
...【技术特征摘要】
1.一种粗大等轴晶组织n08120镍基合金无缝管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的粗大等轴晶组织n08120镍基合金无缝管的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述n08120镍基合金圆钢的组分及重量百分比为：0.05％≤c≤0.10％；si≤1.0％；mn≤1.5％；s≤0.03％；36.0％≤ni≤39.0％；cu≤0.50％；mo≤2.50％；25.0％≤cr≤27.0％；al≤0.40％；ti≤0.20％；p≤0.04％；b≤0.010％；co≤3.0％；0.45％≤nb≤0.9％；w≤2.5％；0.15％≤n≤0.30％；fe＝余量。
3.根据权利要求1所述的粗大等轴晶组织n08120镍基合金无缝管的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述热锻成型的锻压比不小于4.0。
4.根据权利要求1所述的粗大等轴晶组织n08120镍基合金无缝管的制备方法，其特征在于，步骤s2中，在一次感应加热炉中加热前，还包括对清洗后的短料预加热至900～1000℃，预热1～2小时。
...【专利技术属性】
技术研发人员：秦兴文，涂正平，闵明坤，张明，丁文炎，杨伟良，蔡卫康，蔡学智，吕金龙，
申请(专利权)人：浙江久立金属材料研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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