GH625高溫合金管坯的制備方法技術

本發明專利技術提供一種GH625高溫合金管坯的制備方法，包括：采用真空感應熔煉的方法制作電極棒；電極棒經表面打磨后，放入電渣重熔爐進行電渣重熔獲得電渣鋼錠；在將電渣鋼錠開坯后，將有缺陷的部位切凈和磨凈，入鍛造加熱爐進行保溫鍛造；在經過保溫鍛造的電渣鋼錠通過超聲波的無損探傷后對其進行加工，獲得棒料；在棒料一端外圓的中心加工定心孔；將加工定心孔的棒料放進加熱爐進行加熱；利用三輥斜軋穿孔機對加熱后的棒料進行三輥穿孔；對三輥穿孔后的棒料進行水冷，冷卻至室溫形成GH625高溫合金管坯。利用本發明專利技術能夠提高管坯的成材率。

Preparation method of GH625 high temperature alloy tube blank

The present invention provides a method, a preparation of GH625 high temperature alloy tube includes: the method of vacuum induction melting electrode rod; the electrode rod surface after grinding, in electroslag remelting furnace electroslag remelting for electroslag ingot; the electroslag ingot billet, the defective parts cut net and grinding net, heat forging in forging heating furnace; after electroslag ingot forging by ultrasonic nondestructive testing of insulation after processed them to obtain bar; bar is in the center of the circular processing of Ding Xinkong; the bar material processing center hole into the heating furnace for heating; using three rollers the rotary piercer bar after heating for three roll piercing; cooling the rod three and after perforation, cooling to room temperature to form GH625 alloy tube. The invention can improve the yield of the tube blank.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及坯管制造
，更為具體地，涉及一種GH625高溫合金管坯的制備方法。
技術介紹
低成本批量制備無縫管坯管的典型工藝被稱為熱穿孔。國內外經過幾十年的不懈努力，目前，對于大多數固溶強化類的高溫合金材料，均能順利通過此工序加工，從而使得大多數固溶類高溫合金能以低成本方式批量制備出各種規格無縫管材料。典型鎳基高溫合金材料有：GH3030、Inconel600、Inconel601等。難變形高溫合金，通常主要指沉淀強化型高溫合金與W\\Mo含量很高的固溶強化型高溫合金(如GH625、GH163等)通常具有優異的綜合使用性能，如合金具有較高的高溫強度、優良的抗氧化及耐腐蝕性能等，但由于其化學成分中含有鋁、鈦、鈮等，高溫時效時形成大量的金屬間強化相，從而使合金強化的同時，材料的塑韌性下降，使材料的各種加工性能、尤其是熱加工變形困難。由于難變形高溫合金熱塑性低，無法用熱穿孔方式制備無縫管管坯。目前采用的方式主要有：(1)深孔鉆方式：不僅成材率極低，且難以制備有長度要求的管材；(2)熱擠壓方式：雖可制備出各種長度的無縫管管坯，但仍需要先用深孔鉆方式制備出厚壁管坯，再在熱擠壓設備上制備出無縫管管坯。不僅設備投資極大，且材料利用率很低，成本是通常熱穿孔方式的數倍。采用上述方式加工的無縫管管坯，以棒料計算，無縫管管坯的成材率僅30-40％，遠低于采用熱穿孔方式達到的70％以上。針對上述問題，GH625為典型的固溶強化型高溫合金，無法通過常見的熱穿孔方式制備出無縫管管坯，只能通過棒料深孔鉆；或者先深孔后，再采用熱擠壓方式制備出無縫管管坯。不僅制備周期長、成本高，且成材率很低，一般為30-40％。
技術實現思路
鑒于上述問題，本專利技術的目的是提供一種GH625高溫合金管坯的制備方法，包括：步驟S100：采用真空感應熔煉的方法制作電極棒；在采用真空感應熔煉的方法制作電極棒的過程中，將GH625高溫合金成分中的C、Cr、Ni、Co、Mo、Fe、Nb、P和S裝在坩堝的中部和/或下部高溫區，將GH625高溫合金成分中的Al和Ti裝入分格加料器中，真空度達到10-2Pa量級及以下，精煉時間20～30min，澆鑄形成電極棒；步驟S101：電極棒經表面打磨后，放入電渣重熔爐進行電渣重熔獲得電渣鋼錠；其中，渣料的成分重量配比為：CaF2：Al2O3：CaO4＝76:20:4，將配好的渣料放入箱式爐中進行烘烤，烘烤溫度保持在690℃-710℃，保溫4小時后取出；以及，在對電極棒進行電渣重熔的過程中，在電渣重熔爐內，待電極棒起電弧后將經過烘烤的渣料沿爐口四周均勻加入，將熔池均勻覆蓋，在電極棒重新熔化和凝固后，獲得電渣鋼錠；步驟S102：在將電渣鋼錠開坯后，將有缺陷的部位切凈和磨凈，入鍛造加熱爐進行保溫鍛造；其中，開坯加熱溫度控制在1130℃-1150℃，鍛造溫度控制在1120℃-1140℃，終鍛溫度控制在＞930℃；步驟S103：在經過保溫鍛造的電渣鋼錠通過超聲波的無損探傷后對其進行加工，獲得棒料；步驟S104：在棒料一端外圓的中心加工定心孔；步驟S105：將加工定心孔的棒料放進加熱爐進行加熱；步驟S106：利用三輥斜軋穿孔機對加熱后的棒料進行三輥穿孔；步驟S107：對三輥穿孔后的棒料進行水冷，冷卻至室溫形成GH625高溫合金管坯。本專利技術的有益效果為：1、采取先進的真空熔煉工藝和氬氣保護電渣重熔工藝，獲得成分組織均勻，高純凈度的合金錠，并通過控溫熱鍛技術，獲得熱塑性高的合金棒料。2、采用三輥熱穿孔方式，并針對難變形高溫合金，通過對熱穿孔工藝參數的研究，獲得一種關于難變形高溫合金的高溫變形溫度與穿孔機軋制壓下量、軋輥轉速、軋輥傾角的合理組合，實現難變形高溫合金無縫管坯高效、短流程的生產制備工藝，使其成材率從目前的30-40％提高到70％以上。具體實施方式在下面的描述中，出于說明的目的，為了提供對一個或多個實施例的全面理解，闡述了許多具體細節。然而，很明顯，也可以在沒有這些具體細節的情況下實現這些實施例。本專利技術進行穿孔的棒料成分如下表所示，合金的成分均符合國標GB/T14992-94中關于GH625的要求，從實驗合金組成元素含量分析，本專利技術所采用的材料為低雜質含量、成分組織均勻的高純凈度合金材料。表1其中，C、Cr、Ni、Co、Mo、Fe、Nb、P、S這九種元素的熔點高且不易氧化，而Al和Ti屬于活潑元素。本專利技術提供的GH625高溫合金管坯的制備方法，包括：步驟S100：采用真空感應熔煉的方法制作電極棒。采用真空感應熔煉爐對GH625高溫合金進行熔煉，裝爐時做到“上松下緊”的原則，并將熔點高且不易氧化的C、Cr、Ni、Co、Mo、Fe、Nb、P和S元素裝在坩堝的中部和/或下部高溫區，將活潑元素Al和Ti裝入分格加料器中，真空度達到10-2Pa量級及以下，精煉時間20～30min，澆鑄形成電極棒。步驟S101：電極棒經表面打磨后，放入電渣重熔爐進行電渣重熔獲得電渣鋼錠。渣料的成分重量配比為：CaF2：Al2O3：CaO4＝76:20:4，將配好的渣料放入箱式爐中進行烘烤，烘烤溫度保持在690℃-710℃，保溫4小時后取出，每爐準備渣料的重量為2-2.5kg；在對電極棒進行電渣重熔的過程中，在電渣重熔爐內，待電極棒起電弧后將經過烘烤的渣料沿爐口四周均勻加入，將熔池均勻覆蓋，熔池反應穩定為宜，隨著電極棒的重新熔化和凝固，最終得到表面光滑，四周表面無縮孔等缺陷的電渣鋼錠。本專利技術采用的水冷結晶器的上口直徑為120mm，下口直徑為140mm，電極棒的熔速為1kg/min，不銹鋼保護罩固定在結晶器上部，在熔煉電極棒的過程中，保護罩內通流速為30-35L/min的氬氣，通過氬氣保護可使熔渣和電極不被氧化，從而無需加入脫氧劑，有效防止增氧和增氫，提高鋼錠的純凈度，并有效減少元素燒損。步驟S102：在將電渣鋼錠開坯后，將有缺陷的部位切凈和磨凈，入鍛造加熱爐進行保溫鍛造；其中，開坯加熱溫度控制在1130℃-1150℃，鍛造溫度控制在1120℃-1140℃，終鍛溫度控制在＞930℃。步驟S103：在經過保溫鍛造的電渣鋼錠通過超聲波的無損探傷后對其進行加工，獲得規格為的棒料。本專利技術中棒料的尺寸在確定棒料的尺寸后，機加工車外圓，最終得到成分組織均勻、無缺陷的高質量棒料。步驟S104：在棒料一端外圓的中心加工直徑為深度為15mm-25mm的定心孔。由于GH625高溫合金強度較高，在多次實驗的基礎上，若直接采取無孔棒料進行穿孔，所得無縫管坯均有嚴重開裂的情況發生，因而本專利技術采取在GH625高溫合金棒料的一端外圓的中心加工直徑為深度為15mm-25mm的定心孔的方式，以保證穿孔順利進行。此方法與傳統鏜孔工藝相比，由于僅加工小孔，加工小孔后棒料成材率可在80％以上、且管坯力學性能優異。GH625高溫合金是固溶強化高溫合金，塑形好一些，因此，可以在棒料的一端打盲孔后進行三輥熱穿孔。步驟S105：將加工定心孔的棒料放進加熱爐進行加熱。GH625高溫合金棒料在三輥穿孔前需要進行加熱，GH625高溫合金棒料加熱工藝的主要參數有入爐溫度、加熱速度、加熱溫度和保溫時間。加熱制度對于高溫合金穿孔最為重要，通過用測試塑性圖與合金自由鍛造溫度比較，以及實際穿孔試驗等方法，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種GH625高溫合金管坯的制備方法，包括：步驟S100：采用真空感應熔煉的方法制作電極棒；在采用真空感應熔煉的方法制作電極棒的過程中，將GH625高溫合金成分中的C、Cr、Ni、Co、Mo、Fe、Nb、P和S裝在坩堝的中部和/或下部高溫區，將GH625高溫合金成分中的Al和Ti裝入分格加料器中，真空度達到10?2Pa量級及以下，精煉時間20～30min，澆鑄形成所述電極棒；步驟S101：所述電極棒經表面打磨后，放入電渣重熔爐進行電渣重熔獲得電渣鋼錠；其中，渣料的成分重量配比為：CaF2：Al2O3：CaO4＝76:20:4，將配好的渣料放入箱式爐中進行烘烤，烘烤溫度保持在690℃?710℃，保溫4小時后取出；以及，在對所述電極棒進行電渣重熔的過程中，在電渣重熔爐內，待所述電極棒起電弧后將經過烘烤的渣料沿爐口四周均勻加入，將熔池均勻覆蓋，在所述電極棒重新熔化和凝固后，獲得所述電渣鋼錠；步驟S102：在將所述電渣鋼錠開坯后，將有缺陷的部位切凈和磨凈，入鍛造加熱爐進行保溫鍛造；其中，開坯加熱溫度控制在1130℃?1150℃，鍛造溫度控制在1120℃?1140℃，終鍛溫度控制在＞930℃；步驟S103：在經過保溫鍛造的電渣鋼錠通過超聲波的無損探傷后對其進行加工，獲得棒料；步驟S104：在所述棒料一端外圓的中心加工定心孔；步驟S105：將加工定心孔的棒料放進加熱爐進行加熱；步驟S106：利用三輥斜軋穿孔機對加熱后的棒料進行三輥穿孔；步驟S107：對三輥穿孔后的棒料進行水冷，冷卻至室溫形成GH625高溫合金管坯。...

【技術特征摘要】
1.一種GH625高溫合金管坯的制備方法，包括：步驟S100：采用真空感應熔煉的方法制作電極棒；在采用真空感應熔煉的方法制作電極棒的過程中，將GH625高溫合金成分中的C、Cr、Ni、Co、Mo、Fe、Nb、P和S裝在坩堝的中部和/或下部高溫區，將GH625高溫合金成分中的Al和Ti裝入分格加料器中，真空度達到10-2Pa量級及以下，精煉時間20～30min，澆鑄形成所述電極棒；步驟S101：所述電極棒經表面打磨后，放入電渣重熔爐進行電渣重熔獲得電渣鋼錠；其中，渣料的成分重量配比為：CaF2：Al2O3：CaO4＝76:20:4，將配好的渣料放入箱式爐中進行烘烤，烘烤溫度保持在690℃-710℃，保溫4小時后取出；以及，在對所述電極棒進行電渣重熔的過程中，在電渣重熔爐內，待所述電極棒起電弧后將經過烘烤的渣料沿爐口四周均勻加入，將熔池均勻覆蓋，在所述電極棒重新熔化和凝固后，獲得所述電渣鋼錠；步驟S102：在將所述電渣鋼錠開坯后，將有缺陷的部位切凈和磨凈，入鍛造加熱爐進行保溫鍛造；其中，開坯加熱溫度控制在1130℃-1150℃，鍛造溫度控制在1120℃-1140℃，終鍛溫度控制在＞930℃；步驟S103：在經過保溫鍛造的電渣鋼錠通過超聲波的無損探傷后對其進行加工，獲得棒...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉筱薇，鄒良爽，仵海東，周安若，李德良，肖大志，劉偉，
申請(專利權)人：重慶科技學院，北京科源科金屬材料有限公司，
類型：發明
國別省市：重慶;50