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【技术实现步骤摘要】
本申请涉及合金板材加工工艺,特别涉及耐熔盐腐蚀镍基变形高温合金板材的加工技术。
技术介绍
1、本部分旨在为权利要求书中陈述的本申请的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是已被公开的现有技术。
2、随着我国能源需求的激增以及“双碳”目标的实施,干净、安全、高效的先进核能和太阳能是解决我国能源问题和碳排放目标的最好方法之一,大力发展核能和太阳能也是我国未来能源结构调整和优化的重要方向。卤化物熔盐(氟化物盐、氯化物盐)作为一种高热容、高热导的储热和传热介质,可应用于熔盐反应堆以及聚光太阳能热发电装置,并因其高效性、经济性、可持续发展等技术优势受到世界各国的青睐。然后针对高温熔盐环境用压力容器和热交换器的结构材料,要求其能够长期在高温、强腐蚀等极端条件下稳定工作。
3、另一方面,为了实现高温制氢等更高效率的能源转换,熔盐堆的出口温度需要达到800℃以上,但目前所有的商用合金都无法满足800℃熔盐堆结构合金所需要的性能要求,最有潜力用于800℃熔盐堆结构合金的是由中国科学院上海应用物理研究所和中国科学院金属研究所联合研发的一种新型耐熔盐腐蚀镍基变形高温合金ni-(26-28w)-6cr(gh3539合金),这是一种ni-w-cr固溶强化型变形合金,其中元素w含量高达24%-28%,属于难变形高温合金,在热轧过程中,必须保持均匀变形,才能不致产生裂纹以及导致材料报废,同时,还需改善组织均匀性、细化晶粒,提高材料的品级。因此通过结合熔炼工艺、热轧加冷轧工艺配合、热处理工艺来控制合金板材组织演变
技术实现思路
1、本申请的目的在于提供一种耐熔盐腐蚀镍基变形高温合金板材组织控制轧制方法,解决了高钨高温合金板材难变形、组织均匀性差的问题。
2、本申请公开了一种耐熔盐腐蚀镍基变形高温合金板材组织控制轧制方法,包括以下步骤:
3、1)按照合金各元素的标准配比配制原料,采用双联熔炼工艺,冶炼中进行搅拌,获得成分均匀的铸锭;
4、2)将所述铸锭在不低于1200℃的温度进行分步均匀化退火;
5、3)将退火后铸锭锻造成50-60mm的板坯,其中锻造加热温度为1180±20℃,且终锻温度不低于900℃;
6、4)将锻造完成后的板坯进行机加工,加工后板坯表面粗糙度范围为30-60μm;
7、5)将机加工所得的板坯升温至950-1200℃,进行多火次热轧制至10-20mm;表面修磨后进行多次冷轧制至4-6mm;
8、6)采用热处理炉对轧制所得的合金板材进行固溶处理,固溶处理温度为1200±10℃,保温时间为30分钟-90分钟,热处理后水淬冷却。
9、在一个优选例中,所述步骤1)中,所述合金按重量百分比的标准配比为:cr:6.0-8.0%,w:24.0-28.0%,fe:0.5-.055%,mn:0.5-0.8%,si:0.1-0.4%,c:0.025-0.08%,mo:0-1.0%,ti:0-0.2%,ni:余量。
10、在一个优选例中,所述合金不含zr。
11、在一个优选例中,所述步骤1)中,所述合金按重量百分比的标准配比为:cr:6.0-8.0%,w:24.0-28.0%,fe:0.5-.055%,mn:0.5-0.8%,si:0.1-0.4%,c:0.025-0.08%,mo:0-1.0%,ti:0-0.2%,zr:0-0.1%,ni:余量;其中,zr的加入使得合金晶粒被细化并且晶界强度提升,更有利于组织控制及大变形量轧制的进行。
12、在一个优选例中,所述双联熔炼工艺包括真空感应熔炼和真空自耗熔炼,并在熔炼过程中采用电磁搅拌,其中真空感应熔炼阶段的合金液温度控制范围为1550±20℃,熔炼时间为15-20分钟,熔炼结束后浇注阶段的浇注温度控制范围为1450±20℃。
13、在一个优选例中,所述步骤2)进一步包括:将所述铸锭在1200-1250℃保温5小时,升温至1200-1250℃保温10-20小时。
14、在一个优选例中,所述多火次热轧制进一步包括:
15、一火轧制:将铸锭加工得到的板坯升温至950-1200℃,保温时间按照0.5-1.0mm/分钟计算,轧制道次:5-10次,总变形量:40%-50%,然后分料;
16、二火轧制:将分料后的板坯升温至950-1200℃,保温时间按照0.4-0.8mm/分钟计算,轧制道次:4-6次,总变形量:35%-50%,然后分料;
17、三火轧制:将分料后的板坯升温至950-1200℃,保温时间按照0.5-1.0mm/分钟计算,轧制道次:4-6次,总变形量:45%-60%。
18、在一个优选例中,如果成品板材厚度大于或等于4mm,所述方法还包括:
19、在所述三火轧制后分料,进行冷轧:轧制道次不超过5次,总变形量不低于45%。
20、在一个优选例中,所述固溶处理中,板材加热升温速率为0.5-1.0mm/分钟。
21、在一个优选例中,所述步骤4)之后,还包括以下步骤:
22、对机加工所得的板坯进行超声波探伤检验。
23、在本申请的实施方式中,通过高温合金纯净化冶炼、分步高温退火处理、组织控制大变形量板材轧制、板材表面工艺控制等全流程工艺方法的控制,解决了高钨高温合金板材难变形、组织均匀性差的问题,提高了材料收得率和力学性能,制备出组织均匀、性能稳定的高温合金板材,可用于熔盐反应堆压力容器和热交换器等部件。
24、此外,采用多火次热轧加冷轧相结合的轧制工艺,可以有效改善合金板材的组织特征,获得纯净度高、晶粒细小、组织均匀的薄板,满足熔盐堆应力容器使用需求。
25、所述
技术实现思路
中公开的各个技术特征、在下文各个实施方式和例子中公开的各技术特征、以及附图中公开的各个技术特征,都可以自由地互相组合,从而构成各种新的技术方案(这些技术方案均应该视为在本说明书中已经记载),除非这种技术特征的组合在技术上是不可行的。例如,在一个例子中公开了特征a+b+c,在另一个例子中公开了特征a+b+d+e,而特征c和d是起到相同作用的等同技术手段,技术上只要择一使用即可,不可能同时采用,特征e技术上可以与特征c相组合,则,a+b+c+d的方案因技术不可行而应当不被视为已经记载,而a+b+c+e的方案应当视为已经被记载。
【技术保护点】
1.一种耐熔盐腐蚀镍基变形高温合金板材组织控制轧制方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的耐熔盐腐蚀镍基变形高温合金板材组织控制轧制方法,其特征在于,所述步骤1)中,所述合金按重量百分比的标准配比为:Cr:6.0-8.0%,W:24.0-28.0%,Fe:0.5-.055%,Mn:0.5-0.8%,Si:0.1-0.4%,C:0.025-0.08%,Mo:0-1.0%,Ti:0-0.2%,Ni:余量。
3.根据权利要求2所述的耐熔盐腐蚀镍基变形高温合金板材组织控制轧制方法,其特征在于,所述合金不含Zr。
4.根据权利要求1所述的耐熔盐腐蚀镍基变形高温合金板材组织控制轧制方法,其特征在于,所述步骤1)中,所述合金按重量百分比的标准配比为:Cr:6.0-8.0%,W:24.0-28.0%,Fe:0.5-.055%,Mn:0.5-0.8%,Si:0.1-0.4%,C:0.025-0.08%,Mo:0-1.0%,Ti:0-0.2%,Zr:0-0.1%,Ni:余量;其中,Zr的加入使得合金晶粒被细化并且晶界强度提升,更有利于组织控制及大
5.根据权利要求1所述的耐熔盐腐蚀镍基变形高温合金板材组织控制轧制方法,其特征在于,所述双联熔炼工艺包括真空感应熔炼和真空自耗熔炼,并在熔炼过程中采用电磁搅拌,其中真空感应熔炼阶段的合金液温度控制范围为1550±20℃,熔炼时间为15-20分钟,熔炼结束后的浇注温度控制范围为1450±20℃。
6.根据权利要求1所述的耐熔盐腐蚀镍基变形高温合金板材组织控制轧制方法,其特征在于,所述步骤2)进一步包括:将所述铸锭在1200-1250℃保温5小时,升温至1200-1250℃保温10-20小时。
7.根据权利要求1所述的耐熔盐腐蚀镍基变形高温合金板材组织控制轧制方法,其特征在于,所述多火次热轧制进一步包括:
8.根据权利要求7所述的耐熔盐腐蚀镍基变形高温合金板材组织控制轧制方法,其特征在于,如果成品板材厚度大于或等于4mm,所述方法还包括:
9.根据权利要求1-8中任意一项所述的耐熔盐腐蚀镍基变形高温合金板材组织控制轧制方法,其特征在于,所述固溶处理中,板材加热升温速率为0.5-1.0mm/分钟。
10.根据权利要求1-8中任意一项所述的耐熔盐腐蚀镍基变形高温合金板材组织控制轧制方法,其特征在于,所述步骤4)之后,还包括以下步骤:
...【技术特征摘要】
1.一种耐熔盐腐蚀镍基变形高温合金板材组织控制轧制方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的耐熔盐腐蚀镍基变形高温合金板材组织控制轧制方法,其特征在于,所述步骤1)中,所述合金按重量百分比的标准配比为:cr:6.0-8.0%,w:24.0-28.0%,fe:0.5-.055%,mn:0.5-0.8%,si:0.1-0.4%,c:0.025-0.08%,mo:0-1.0%,ti:0-0.2%,ni:余量。
3.根据权利要求2所述的耐熔盐腐蚀镍基变形高温合金板材组织控制轧制方法,其特征在于,所述合金不含zr。
4.根据权利要求1所述的耐熔盐腐蚀镍基变形高温合金板材组织控制轧制方法,其特征在于,所述步骤1)中,所述合金按重量百分比的标准配比为:cr:6.0-8.0%,w:24.0-28.0%,fe:0.5-.055%,mn:0.5-0.8%,si:0.1-0.4%,c:0.025-0.08%,mo:0-1.0%,ti:0-0.2%,zr:0-0.1%,ni:余量;其中,zr的加入使得合金晶粒被细化并且晶界强度提升,更有利于组织控制及大变形量轧制的进行。
5.根据权利要求1所述的耐熔盐腐蚀镍基...
【专利技术属性】
技术研发人员:叶祥熙,周子荐,崔传勇,王新广,周兴泰,孙晓峰,周亦胄,王树财,于杰,张鹏,张佳维,
申请(专利权)人:中国科学院上海应用物理研究所,
类型:发明
国别省市:
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