CN103014575B

CN103014575B - 一种提高含Ti耐蚀合金锻件抗腐蚀性能的锻造方法

Info

Publication number: CN103014575B
Application number: CN201210570729.3A
Authority: CN
Inventors: 杨俊峰; 宁天信; 范芳雄; 李墨; 王新鹏
Original assignee: Luoyang Sunrui Special Equipment Co Ltd
Current assignee: CSSC Shuangrui Luoyang Special Equipment Co Ltd
Priority date: 2012-12-26
Filing date: 2012-12-26
Publication date: 2014-11-05
Anticipated expiration: 2032-12-26
Also published as: CN103014575A

Abstract

本发明属于耐蚀合金锻造加工领域，公开一种提高含Ti耐蚀合金锻件抗腐蚀性能的锻造方法，在自由锻锤上进行耐蚀合金的锻造成型；具体步骤如下：第一步：将耐蚀合金加热至1180±20℃保温时间≥2小时；终锻温度≥900℃；锻造比≥2；第二步：将耐蚀合金加热至1050±20℃，保温时间≥0.5小时，终锻温度控制在900~980℃之间，锻造比≥1.5；第三步：将耐蚀合金加热至1000±20℃，保温时间≥0.5小时，终锻温度控制在900℃以上，锻造比≥1.2，锻造为成品。本发明采用逐步降低最后两火次加热温度，综合控制加热温度、变形量和终锻温度的匹配，生产出来的含Ti耐蚀合金锻件，TiC细小弥散分布在基体中，材料晶界纯净，提高了含Ti耐蚀合金锻件的耐腐蚀性能和工程装备的使用寿命。

Description

一种提高含Ti耐蚀合金锻件抗腐蚀性能的锻造方法

技术领域

本发明属于耐蚀合金锻造加工领域，具体涉及一种提高含Ti耐蚀合金锻件抗腐蚀性能的锻造方法。

背景技术

耐蚀合金指高含Cr（17%~25%）、Ni（20%~50%）、Mo（2%~5%）的合金，其典型组织为全奥氏体组织。耐蚀合金的主要性能特点为合金含量耐各种介质和混合溶液的腐蚀，主要应用于耐腐蚀的工程装备中，如石油化工、烟气脱硫、煤化工、盐化工、油气田开采等管道、反应器、塔器等。

耐蚀合金为提高工程应用性能通常会在合金中添加一定量的Ti，目的是使Ti与C结合，防止C与Cr、Fe等形成M（Cr、Fe）₂₃C₆析出相，该相会大大降低合金耐腐蚀性能。目前含Ti耐蚀合金锻件多应用在腐蚀比较严重的工矿条件下，产品规格多、单品种批量小，多采用自由锻造方法锻造成型。一般工艺如下：

将耐蚀合金加热至1180±20℃，在锻造设备上直接锻造成型，锻造至温度较低时，就回炉再次加热至1180±20℃，再出炉锻造，直到达到要求的尺寸为止。锻后将含Ti耐蚀合金锻件加热到TiC的形成温度进行稳定化处理。这时TiC形成在耐蚀合金的晶界上，相比形成M（Cr、Fe）₂₃C₆而言，耐腐蚀性能有较大改善，在一定程度上解决了工程应用问题。但随着工业技术的发展，以前能源工业不加工的劣质原料，现在越来越成了主要原料，原料品质变差对工矿设备的腐蚀变的更加苛刻。在炼油设备中含硫化氢含量比较高。温度比较高时，这种在晶界形成的TiC会出现晶间腐蚀，导致工件逐渐失去强度而报废。

发明内容

本发明提出一种提高含Ti耐蚀合金锻件抗腐蚀性能的锻造方法，使其能克服目前含Ti耐蚀合金锻件TiC分布在晶界上这个缺点，通过控制含Ti耐蚀合金锻造过程中，最后两火次的加热温度和变形量，控制含Ti耐蚀合金锻件中TiC的形成和分布，使其弥散分布在材料机体中，提高含Ti耐蚀合金锻件的耐腐蚀性能，提高工程装备的使用寿命。

本发明为完成上述发明任务采用如下技术方案：

一种提高含Ti耐蚀合金锻件抗腐蚀性能的锻造方法，在自由锻锤上进行耐蚀合金的锻造成型；具体步骤如下：

第一步：

将耐蚀合金加热至1180±20℃保温时间≥2小时；终锻温度≥900℃；锻造比≥2，该步骤的目的在于将耐蚀合金的铸态组织改变为锻态组织；

第二步：

将耐蚀合金加热至1050±20℃，保温时间≥0.5小时，终锻温度控制在900~980℃之间，锻造比≥1.5；该步骤的目的在于，在锻造过程中充分形成TiC。并充分进行再结晶，使锻造过程中形成的TiC在再结晶过程中部分分布在机体中，同时锻件初步锻造成型；

第三步：

将耐蚀合金加热至1000±20℃，保温时间≥0.5小时，终锻温度控制在900℃以上，锻造比≥1.2，锻造为成品，该工序目的在于，降低加热温度至TiC的形成温度，在该温度下上一步形成的TiC不会溶解，而在该温度下进行变形时，组织在锻造变形过程中发生再结晶，晶界重新分布，从而将上一步锻造时形成的TiC包裹在晶体内部，此加热制度与锻造变形的配合实现了TiC在机体内部的弥散分布。

本发明提出的一种提高含Ti耐蚀合金锻件抗腐蚀性能的锻造方法，含Ti耐蚀合金锻造加工时，采用逐步降低最后两火次加热温度，综合控制加热温度、变形量和终锻温度的匹配，生产出来的含Ti耐蚀合金锻件，TiC细小弥散分布在基体中，材料晶界纯净，提高了含Ti耐蚀合金锻件的耐腐蚀性能和工程装备的使用寿命。

附图说明

图1是现有技术条件下，含Ti耐蚀合金中TiC的分布示意图。

图2是采用本发明条件下，含Ti耐蚀合金中TiC的分布示意图。

具体实施方式

结合附图和具体实施例对本发明加以说明：

采用“中频炉+AOD+ESR”三联工艺生产含Ti的Ni-Fe-Cr-Mo合金，其化学成分为：C：0.015%；Si：0.35%；Mn：0.8%；S：0.005%；P：0.030%；Cr：22.5%；Ni：36.0%；Mo：4.5%；Ti：0.71%，余量为Fe，钢锭规格为：Φ260mm×810mm，从钢锭冒口端锯除100mm后，分别锯200mm长两件。所述Ni-Fe-Cr-Mo合金为使用比较普遍的合金产品。

在2吨自由锻锤上锻造成型。详细工艺如下：

第一步：

将规格为Φ260mm×200mm耐蚀合金加热至1180±20℃；保温2小时，出炉锻造。锻后尺寸为：159*159*420mm四方。锻造比为2.1，终锻温度为920℃。

第二步：

将规格为159*159*420mm的耐蚀合金锻坯回炉，加热温度：1050±20℃，保温1小时，出炉锻造。锻后尺寸为130*130*630mm四方。锻造比为1.5，终锻温度为920℃。

第三步：

将规格为130*130*630mm的耐蚀合金锻坯回炉，加热温度：1000±20℃，保温1小时，出炉锻造。锻后尺寸为114*113*820mm四方。锻造比为1.3，终锻温度为910℃。

第四步：

锻后工件按照正常程序进行稳定化退火；将锻后工件置入退火炉中，960℃±10℃保温3小时，出炉水冷，工件冷至100℃以下出水。

对工件进行组织分析，晶界上纯净，无链状分布的TiC存在于晶界上，TiC已经弥散分布在耐蚀合金的金属基体中。

Claims

1.一种提高含Ti耐蚀合金锻件抗腐蚀性能的锻造方法，所述含Ti耐蚀合金为含Ti的Ni-Fe-Cr-Mo合金，化学成分为：C：0.015%；Si：0.35%；Mn：0.8%；S：0.005%；P：0.030%；Cr：22.5%；Ni：36.0%；Mo：4.5%；Ti：0.71%，余量为Fe；其特征在于：在自由锻锤上进行耐蚀合金的锻造成型；具体步骤如下：

第一步：

将耐蚀合金加热至1180±20℃，保温时间≥2小时；终锻温度≥900℃；锻造比≥2，该步骤的目的在于将耐蚀合金的铸态组织改变为锻态组织；

第二步：

将耐蚀合金加热至1050±20℃，保温时间≥0.5小时，终锻温度控制在900~980℃之间，锻造比≥1.5；该步骤的目的在于，在锻造过程中充分形成TiC，并充分进行再结晶，使锻造过程中形成的TiC在再结晶过程中部分分布在基体中，同时锻件初步锻造成型；

第三步：

将耐蚀合金加热至1000±20℃，保温时间≥0.5小时，终锻温度控制在900℃以上，锻造比≥1.2，锻造为成品，该工序目的在于，降低加热温度至TiC的形成温度，在该温度下上一步形成的TiC不会溶解，而在该温度下进行变形时，组织在锻造变形过程中发生再结晶，晶界重新分布，从而将上一步锻造时形成的TiC包裹在晶体内部，此加热制度与锻造变形的配合实现了TiC在基体内部的弥散分布。