【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锻造领域，具体涉及一种防止800h合金锻后混晶的方法及应用。
技术介绍
1、incoloy 800h合金(简称：800h合金)是一种fe-ni基高温合金，具有优异的抗晶间腐蚀、耐应力腐蚀、高强度和抗蠕变性能，是核电设备中蒸汽发生器的传热管、水隔板等部件的理想材料。
2、然而，由于800h合金的铸态组织中存在枝晶偏析，导致其化学元素分布不均匀，进而会影响锻后组织的晶粒度均匀性。并且，锻后组织中常出现的粗大晶粒和混晶现象，不仅增加了材料加工时的热裂倾向，也降低了产品的力学性能。同时，由于800h合金为奥氏体单相组织，无法通过相变热处理进行晶粒度调控。因此，一旦锻件中出现粗大晶粒和混晶现象，就会导致产品报废，造成巨大的经济损失。
3、高温扩散工艺是指将钢锭或坯料在高温下长时间加热保温，以减轻或消除化学成分分布不均匀现象，其实质是一个均匀化处理过程，实践证明，高温扩散可有效减轻枝晶偏析。在应用时由于须考虑奥氏体晶粒细化和钢的氧化和脱碳问题，因而对于高温扩散工艺的参数选用以及是否完成高温扩散工艺处理的界定难以直观体现。
4、因此，需要提出一种用于800h合金，能够有效控制晶粒度均匀性，进而保证锻件质量与性能的锻造处理方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是为了解决上述问题至少其一而提供一种防止800h合金锻后混晶的方法及应用，以解决现有技术中800h合金铸态组织中存在枝晶偏析，导致化学元素分布不均匀，进而影响锻后组织的晶粒度均匀性：锻后
2、本专利技术的目的通过以下技术方案实现：
3、本专利技术第一方面公开了一种防止800h合金锻后混晶的方法，对800h合金进行高温扩散处理，使800h合金的高温扩散指数不高于0.0075，随后进行锻造成形。
4、优选地，所述的高温扩散指数为fe元素、ni元素和cr元素的元素扩散指数的均值，用于表征800h合金中的元素分布均匀化程度。
5、优选地，所述的元素扩散指数是元素的质量浓度均方差与元素的质量浓度均值的比值。
6、优选地，所述的元素的质量浓度均方差为：通过eds对经高温扩散处理的800h合金进行至少100次点扫描后计算得到，所述的元素的质量浓度均值为：通过eds对经高温扩散处理的800h合金进行至少100次点扫描后计算得到。
7、优选地，所述的800h合金中：fe元素的质量百分比为43％，ni元素的质量百分比为32％，cr元素的质量百分比为23％。
8、优选地，所述的高温扩散指数通过计算得到，式中，t为高温扩散处理的温度，单位为℃，t为高温扩散处理的时间，单位为h。
9、优选地，所述的高温扩散处理的温度为1200℃，时间为20-60h。
10、优选地，所述的锻造的温度为1000-1200℃，应变速率为0.01-0.1s-1。
11、优选地，锻造成形的锻件的晶粒度级差不超过2级。
12、本专利技术第二方面公开了一种如上任一所述的方法在锻件锻造中的应用。
13、本专利技术的工作原理为：
14、在锻造前，对800h合金进行高温扩散处理，以消除铸态组织中的枝晶偏析和带状组织，使得合金中的化学元素分布均匀；在锻造过程中，根据合金的变形特性，选择合适的变形温度，以避免产生粗大晶粒和混晶组织。
15、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
16、本专利技术的方法可以有效地解决800h合金锻造过程中由于枝晶偏析导致的混晶问题，使得锻后的晶粒度级差控制在2级以内，从而获得组织均匀、性能优异的锻件。本专利技术提出了对初始铸态组织进行高温扩散处理的方法，通过高温扩散消除偏析，使成分均匀化，从而消除不均匀的带状组织。在尽可能减少能源消耗的前提下，实现对锻造过程中的晶粒度的控制。
17、具体的：
18、(1)本专利技术将防止粗晶及混晶组织产生的阶段置于锻造之前，相比于后期通过固溶处理或其他细化晶粒方式进行晶粒细化，本专利技术从源头上解决粗晶产生问题，更有利于材料性能的提升。
19、(2)本专利技术给出了一种高温扩散均匀化的评判标准，不同的组织试样进行高温扩散可以通过均匀化指数进行均匀程度的计算，通过判断试样均匀化指数是否达标来确定其是否达到消除混晶的临界条件。
20、(3)本专利技术的应用场景广泛，适用于众多存在枝晶偏析的铸态组织材料，基于本专利技术所进行的工艺参数可以对其他材料锻造过程中混晶组织的消除起到指导作用。
21、此外，本专利技术实际上还给出了一种针对于800h合金高温扩散工艺的评判标准与数学模型，可通过快速计算并判断处理后的试样均匀化指数(高温扩散指数)是否达标来确定其是否达到消除混晶的临界条件。
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1.一种防止800H合金锻后混晶的方法，其特征在于，对800H合金进行高温扩散处理，使800H合金的高温扩散指数不高于0.0075，随后进行锻造成形。
2.根据权利要求1所述的一种防止800H合金锻后混晶的方法，其特征在于，所述的高温扩散指数为Fe元素、Ni元素和Cr元素的元素扩散指数的均值，用于表征800H合金中的元素分布均匀化程度。
3.根据权利要求2所述的一种防止800H合金锻后混晶的方法，其特征在于，所述的元素扩散指数是元素的质量浓度均方差与元素的质量浓度均值的比值。
4.根据权利要求3所述的一种防止800H合金锻后混晶的方法，其特征在于，所述的元素的质量浓度均方差为：通过EDS对经高温扩散处理的800H合金进行至少100次点扫描后计算得到，所述的元素的质量浓度均值为：通过EDS对经高温扩散处理的800H合金进行至少100次点扫描后计算得到。
5.根据权利要求1所述的一种防止800H合金锻后混晶的方法，其特征在于，所述的800H合金中：Fe元素的质量百分比为43％，Ni元素的质量百分比为32％，Cr元素的质量百分比为23％。
6.根据权利要求5所述的一种防止800H合金锻后混晶的方法，其特征在于，所述的高温扩散指数通过计算得到，式中，T为高温扩散处理的温度，单位为℃，t为高温扩散处理的时间，单位为h。
7.根据权利要求1所述的一种防止800H合金锻后混晶的方法，其特征在于，所述的高温扩散处理的温度为1200℃，时间为20-60h。
8.根据权利要求1所述的一种防止800H合金锻后混晶的方法，其特征在于，所述的锻造的温度为1000-1200℃，应变速率为0.01-0.1s-1。
9.根据权利要求1所述的一种防止800H合金锻后混晶的方法，其特征在于，锻造成形的锻件的晶粒度级差不超过2级。
10.一种如权利要求1-9任一所述的方法在锻件锻造中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种防止800h合金锻后混晶的方法，其特征在于，对800h合金进行高温扩散处理，使800h合金的高温扩散指数不高于0.0075，随后进行锻造成形。
2.根据权利要求1所述的一种防止800h合金锻后混晶的方法，其特征在于，所述的高温扩散指数为fe元素、ni元素和cr元素的元素扩散指数的均值，用于表征800h合金中的元素分布均匀化程度。
3.根据权利要求2所述的一种防止800h合金锻后混晶的方法，其特征在于，所述的元素扩散指数是元素的质量浓度均方差与元素的质量浓度均值的比值。
4.根据权利要求3所述的一种防止800h合金锻后混晶的方法，其特征在于，所述的元素的质量浓度均方差为：通过eds对经高温扩散处理的800h合金进行至少100次点扫描后计算得到，所述的元素的质量浓度均值为：通过eds对经高温扩散处理的800h合金进行至少100次点扫描后计算得到。
5.根据权利要求1所述的一种防止8...
【专利技术属性】
技术研发人员：王重谋，董凯，崔振山，池圣财，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：
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