【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于镍基合金管材加工，具体涉及一种难变形镍基合金超长薄壁管材的制造方法，该薄壁管材可用于塔式熔盐光热发电吸热器的制造。
技术介绍
1、熔盐塔式光热发电是太阳能热利用的一种，是环境友好可持续的清洁能源之一。熔盐塔式电站的聚热系统是电站的核心设备，运行中要经受住30年以上600℃高温腐蚀和温度急剧变化带来的疲劳考验。因此，对设备用材的高温强度、疲劳性能、高温抗氧化性能和高温抗熔盐腐蚀性能都提出了苛刻的要求。
2、gh3230合金是一种以碳化物强化的ni～cr～w～mo型固溶合金，合金固溶态具有典型的纯奥氏体组织，与国外haynes公司专利技术的haynes230合金相近，合金化学成分中非铁合金元素含量超过了95％，而且具有高强度、耐高温和抗腐蚀的w+mo+cr合金元素总含量更是超过了35％，使得合金在高强度、高抗疲劳和高抗高温氧化性能方面表现优异，被广泛的应用于制造耐高温环境的结构部件。
3、随着光热塔式熔盐技术的快速发展，基于gh3230合金优异的性能，我国熔盐塔式电站的聚热系统吸热器选用了该合金超长薄壁管材制造。gh3230合金超长薄壁管材规格是：外径φ30mm～φ57mm，壁厚1.0mm～1.5mm，长度大于18m。然而，gh3230合金中难变形、易偏析的w+mo合金元素总量超过了14％，导致合金加工中变形抗力大和塑性差，制造过程中的难点主要热处理晶粒度难控制、力学性能要求高、表面易开裂。
4、而目前该类管材常规的制造方法有无缝管和焊接管两种。
5、第一种无缝钢管。该加
6、第二种焊接管。该工艺采用冷轧的合金带材，通过连续焊接成型的一种具有一条纵向焊缝的管材，其成材率高、生产周期短、能耗小，可以生产难变形镍基合金薄壁超长管材，但是该焊接管的焊缝及其热影响区为铸态组织，与基体不同，造成管材的抗650℃高温腐蚀和疲劳性能下降，不能满足塔式熔盐吸热器苛刻环境的使用要求。
7、中国专利201610850839.3公开了一种耐熔盐腐蚀镍基合金管材的制备方法。该工艺主要采用热挤压方法制造无缝管材，外径5～219mm、壁厚1～13mm，长度6m。该制造工艺成本高，制造的管材长度受限，不满足吸热器的制造。
8、中国专利201310102922.9公开了一种不锈焊管无缝化钢管的制造方法。该工艺主要采用氩弧焊接的方法通过多次对焊缝整形的方法生产管材。该制造工艺未提出具体工艺参数，很难制造出高质量要求的管材，管材也只能用于低中压锅炉管和流体管，不满足吸热器的制造。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种难变形镍基合金超长薄壁管材的制造方法，该薄壁管材的外径为壁厚1.0mm～1.5mm，长度18m～30m，该管材的室温抗拉强度≥780mpa，屈服强度≥350mpa，延伸率≥40％；600℃的高温强度≥500mpa，屈服强度≥250mpa；特别是600℃107高周疲劳极限强度≥480mpa；同时管材的显微组织为等轴晶，晶粒度5～7级，满足塔式熔盐光热发电吸热器600℃高温使用要求。
2、为达到上述目的，本专利技术的技术方案是：
3、一种难变形镍基合金超长薄壁管材的制造方法，其包括如下步骤：
4、1)冶炼、锻造
5、采用真空感应+电渣重熔冶炼进行冶炼，冶炼出合金扁锭，然后锻造成中间坯；所述合金扁锭的成分重量百分比为：c：0.08～0.10％，mo：1.0～3.0％，w：13.0～14.0％，cr：20.0～22.0％，al：0.10～0.30％，ti：0.10～0.30％，si≤0.020％，p≤0.010％，s≤0.010％，mn≤0.20％，fe：1.5～3.0％，o≤0.002％，la：0.020～0.030％，mg：0.002～0.005％，余量包含ni和其它不可避免的杂质；
6、2)热轧
7、将中间坯加热至1150～1250℃并保温2-4h；然后热轧成钢卷，热轧过程中，温度控制在1150～1180℃，道次压下率15～25％，终轧温度≥900℃；
8、3)冷轧
9、将热轧钢卷采用2-4个轧程轧制到所需厚度钢卷，在每个轧程结束后的180分钟内须中间热处理，中间热处理温度1100℃～1200℃，保温时间为每毫米板材厚度保温1.2～2.5分钟，道次轧制压下率20～40％；
10、4)钢卷热处理
11、热处理采用氢气保护气氛光亮连续热处理炉，热处理温度1100～1200℃，保温时间为每毫米板材厚度6～10分钟；
12、5)焊接成管
13、将冷轧钢卷进行分带后，采用激光焊接方法完成管材的焊接，得到焊接管材，焊接管材内外表面的表面光洁度ra≤6.3μm；
14、6)焊管冷轧
15、对焊接管材再进行一道次冷轧，变形量≥35％，冷轧时的送进量为1～3mm/次；
16、7)成品热处理
17、对成品管材进行成品热处理，成品热处理温度1150～1200℃，保温时间为每毫米管材壁厚保温6～8分钟，水冷至室温后酸洗。
18、进一步，步骤6)将冷轧钢卷进行分带后，采用激光焊接方法，焊接热输入1.5～2.5kj/mm，焊接速度170～200mm/min，在自动焊管生产线上完成管材的焊接，得到焊接管材，焊接管材内外表面的表面光洁度ra≤6.3μm。
19、又，步骤7)酸洗采用氢氟酸+硝酸，去除成品管材氧化皮，然后逐支高压水冲洗。
20、本专利技术获得的成品管材外径φ30mm～φ57mm、壁厚1.0mm～1.5mm、长度18m～30m；焊缝处显微组织与基体处的显微组织均为等轴晶，晶粒度5～7级；成品管材沿焊缝处的性能与基体的室温拉伸性能一致，都满足室温抗拉强度≥780mpa，屈服强度≥350mpa，延伸率≥40％；600℃的高温强度≥500mpa，屈服强度≥250mpa，同时该合金管材600℃107高周疲劳极限强度≥480mpa，具有优异的综合性能，满足塔式熔盐吸热器的制造要求。
21、在本专利技术所述制造方法中：
22、1.热轧
23、该镍基合金化学组份中高含mo：1.0～3.0％和w：13.0～14.0％，使得合金的热轧变形抗力是不锈钢的5倍之高，轧制容易开裂，热轧中必须控制合理的道次压下率和轧制温度，确保轧制不开裂。
24、2.冷轧
25、该镍基合金化学组份中高含mo：1.0～3.0％和w：13.0～14.0％，使得冷轧时的加工硬化比较强烈，组织应力极大，每个轧程结束后必须在180分钟之内完成中间热处理消除组织应力，否则应力释放引起钢卷边部严重的开裂，降低钢卷合格率，延长轧制时间，增加成本本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种难变形镍基合金超长薄壁管材的制造方法，其特征是，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的难变形镍基合金超长薄壁管材的制造方法，其特征是，步骤6)将冷轧钢卷进行分带后，采用激光焊接方法，焊接热输入1.5～2.5kJ/mm，焊接速度170～200mm/min，在自动焊管生产线上完成管材的焊接，得到焊接管材，焊接管材内外表面的表面光洁度Ra≤6.3μm。
3.如权利要求1所述的难变形镍基合金超长薄壁管材的制造方法，其特征是，步骤7)酸洗采用氢氟酸+硝酸，去除成品管材氧化皮，然后逐支高压水冲洗。
4.如权利要求1所述的难变形镍基合金超长薄壁管材的制造方法，其特征是，所述成品管材的外径为φ30mm～φ57mm、壁厚1.0～1.5mm、长度18～30m；管材焊缝处显微组织与基体处的显微组织均为等轴晶，晶粒度5～7级；成品管材沿焊缝处的性能与基体的室温拉伸性能一致，室温下的抗拉强度≥780MPa，屈服强度≥350MPa，延伸率≥40％；600℃的高温强度≥500MPa，屈服强度≥250MPa，同时该合金管材600℃107高周疲劳极限强度≥480MPa。
...【技术特征摘要】
1.一种难变形镍基合金超长薄壁管材的制造方法，其特征是，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的难变形镍基合金超长薄壁管材的制造方法，其特征是，步骤6)将冷轧钢卷进行分带后，采用激光焊接方法，焊接热输入1.5～2.5kj/mm，焊接速度170～200mm/min，在自动焊管生产线上完成管材的焊接，得到焊接管材，焊接管材内外表面的表面光洁度ra≤6.3μm。
3.如权利要求1所述的难变形镍基合金超长薄壁管材的制造方法，其特征是，步骤7)酸洗采用氢氟酸+硝酸，去除成品管材氧化...
【专利技术属性】
技术研发人员：欧新哲，徐文亮，黄妍凭，赵欣，
申请(专利权)人：宝武特种冶金有限公司，
类型：发明
国别省市：
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