CN105063507A - 一种牌号为j75的高强度耐氢脆奥氏体合金及制备方法 - Google Patents
一种牌号为j75的高强度耐氢脆奥氏体合金及制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及沉淀强化奥氏体合金领域,具体地说是一种牌号为J75的高强度耐氢脆奥氏体合金及其制备方法。按重量百分计,合金化学成分为,B:0.0008~0.0025,C≤0.020,S≤0.006,P≤0.006,Si:0.10~0.30,Ni:29.00~32.00,Cr:13.50~16.50,Mo:1.00~1.60,V:0.15~0.35,Ti:1.80~2.40,Al:0.10~0.40,Fe:余量。合金采用真空感应加真空自耗熔炼,经锻造和/或轧制成形,直径不大于80mm的热轧棒材晶粒度不低于6级,直径大于80mm的热轧棒材和锻材不低于5级。直径不大于65mm的棒材检验结果应符合GB/T?4162中AA级规定,直径大于65mm的棒材检验结果应符合GB/T?4162中A级规定。
Description
技术领域
本发明涉及沉淀强化奥氏体合金领域,具体地说是一种牌号为J75的高强度耐氢脆奥氏体合金及其制备方法。
背景技术
较之铁素体和马氏体合金,奥氏体合金中的氢溶解度更高而氢扩散系数更低,因此具有较佳的抗氢脆能力,是一类可在临氢环境中使用的合金。但应指出的是,目前国内在临氢环境中使用的奥氏体合金皆为单相奥氏体合金(如:316L、304N等),其室温塑性、加工和抗氢性能虽好,但强度偏低(屈服强度为200~450MPa级),致使这类合金的使用范围受到限制。
发明内容
针对临氢环境对高强度结构材料的迫切使用需求,本发明的目的在于提供一种牌号为J75的高强度抗氢脆奥氏体合金及其制备方法,以提高奥氏体合金的抗氢脆能力,并具有较好的综合力学性能。
本发明的技术方案是:
一种牌号为J75的高强度耐氢脆奥氏体合金,其主要成分范围如下(重量百分比):
B:0.0008~0.0025,Si:0.10~0.30,Ni:29.00~32.00,Cr:13.50~16.50,Mo:1.00~1.60,V:0.15~0.35,Ti:1.80~2.40,Al:0.10~0.40,Fe及不可避免的残余元素:余量。
所述的牌号为J75的高强度耐氢脆奥氏体合金,不可避免的残余元素包括:碳、硫、磷,按重量百分比计,碳含量控制在≤0.020,硫含量控制在≤0.006,磷含量控制在≤0.006。
所述的牌号为J75的高强度耐氢脆奥氏体合金的制备方法,采用真空感应熔炼→钢模铸造→真空自耗冶炼→锻造和/或轧制的方法制备合金棒材。通过采用低磷高纯铁做原料,控制合金中的磷杂质含量;通过采用CaO坩埚进行真空感应熔炼,有效控制合金中的碳、硫、磷杂质和非金属夹杂物含量;通过真空自耗冶炼降低元素偏析,确保微量元素硼的含量,提高合金的耐氢脆性能;通过锻造和/或轧制获得所需规格尺寸的棒材,具体步骤如下:
1、控制合金中的硼含量为0.0008~0.0025(重量百分比)。
2、控制合金中的碳含量≤0.020(重量百分比)。
3、控制合金中的硫含量≤0.006、磷含量≤0.006(重量百分比)。
4、控制合金中的主要成分(重量百分比%)如下:
Si:0.10~0.30,Ni:29.00~32.00,Cr:13.50~16.50,Mo:1.00~1.60,V:0.15~0.35,Ti:1.80~2.40,Al:0.10~0.40,Fe:余量。
5、控制合金中的非金属夹杂物含量如下:
6、控制合金铸锭的低倍组织如下:
一般疏松 | 中心疏松 | 锭型偏析 | 一般点状偏析 | 边缘点状偏析 | |
标准要求 | ≤1级 | ≤1级 | ≤1级 | ≤1级 | ≤1级 |
7、控制合金棒材的晶粒度,直径不大于80mm的热轧棒材晶粒度不低于6级;直径大于80mm的热轧棒材和锻材晶粒度不低于5级。
8、以磷含量低于0.007wt.%优质工业纯铁、电解镍、金属铬、金属钼及其它中间合金(如:硅铁、硼铁、钛铁和铝铁)为原料,熔炼前先将Fe、Ni、Cr和Mo装入坩埚中,将硅铁、钛铁、铝铁、硼铁和钙质脱硫剂装入料斗。
9、采用CaO坩埚进行真空感应熔炼,在1530~1570℃精炼处理10~15分钟,随后依次加入硅铁、钛铁、铝铁、硼铁和脱硫剂,再次进行5~15分钟精炼,利用CaO坩埚的热稳定性和脱硫剂进行脱硫处理,在1480~1520℃浇铸铸锭。
10、步骤9所述铸锭表面打磨处理后进行常规真空自耗冶炼,浇铸铸锭。
11、所述真空自耗冶炼铸锭,经表面打磨处理后在1050~1150℃保温4~12h后进行合金锻造,开坯锻造温度1050~1150℃,终锻温度880~1000℃,获得锻棒;在锻至最终规格前允许回炉再加热,在1050~1150℃下保温1~4h。
12、所述锻棒在1050~1150℃保温2~6h后进行轧制,开坯轧制温度1050~1150℃,终轧温度850~950℃,应一次轧制成所需规格棒材,不进行中间退火处理。
13、步骤11和/或步骤12中所述棒材进行超声波检验,直径不大于65mm的棒材检验结果应符合GB/T4162《锻轧钢棒超声检验方法》中AA级规定,直径大于65mm的棒材检验结果应符合GB/T4162《锻轧钢棒超声检验方法》中A级规定。
14、取步骤12所述轧棒,垂直于轧棒纵截面截取金相试样,按标准的金相试验方法制备试样,按GB/T9394《金属平均晶粒度测定方法》规定进行晶粒度评定。
15、取步骤12所述轧棒进行固溶处理,固溶处理温度控制在970~990℃、保温时间0.5~2h,水淬。
16、取步骤15中经固溶处理后的棒材进行730~750℃保温7~9h的时效处理,空冷。
17、取步骤15中经固溶处理后的棒材,沿轧制棒材纵截面截取金相试样,按标准的金相试验方法制备试样,按GB/T10561《钢中非金属夹杂物显微评定方法》进行夹杂物评定。
18、取步骤16中经时效处理后的棒材,加工拉伸试样,按GB/T228.1《金属材料拉伸试验低1部分室温试验方法》进行室温力学性能检测。
19、取步骤16中经时效处理后的棒材,加工拉伸试样,按GB/T4338《金属材料高温拉伸试验方法》进行550℃力学性能检测。
20、取步骤16中经时效处理后的棒材加工拉伸试样,随后进行300℃、10MPa、高纯氢(体积纯度≥99.999%)、10天的充氢处理,按GB/T228.1进行力学性能检测。
本发明的设计思想为:
本发明基于单相奥氏体合金的优异性能,通过Ti、Al合金化在单相奥氏体合金中引入与基体具有共格关系的γ′-Ni3(Al,Ti)强化相,并通过控制其尺寸和分布获得高强度和较佳塑性匹配。J75合金的室温屈服强度(Rp0.2)可达690MPa以上,同时兼有良好的室温塑性(室温延伸率高于22%,断面收缩率高于35%)和抗氢脆能力,可作为高强度结构材料在临氢环境中使用。另外,该种合金采用真空感应加真空自耗冶炼制备,化学成分中含微量有益元素硼,同时合金中碳、硫和磷杂质元素和非金属夹杂物含量低,经锻造和/或轧制加工后,合金的晶粒尺寸适中。
本发明的优点及有益效果是:
1、本发明牌号为J75的高强度抗氢脆奥氏体合金,添加了0.0008~0.0025(重量百分比)的微量元素硼,同时碳、硫和磷杂质元素和非金属夹杂物含量低、晶粒尺寸适中,具有优异的室温和550℃高温力学性能,抗氢脆性能优异,可作为高强度结构材料在临氢环境中使用。
2、本发明合金的室温力学性能满足:屈服强度(Rp0.2)不低于690MPa,抗拉强度(Rm)不低于980MPa,室温延伸率(A)不低于22%,断面收缩率(Z)不低于35%。
3、本发明合金的550℃高温力学性能满足:屈服强度(Rp0.2)不低于620MPa,抗拉强度(Rm)不低于880MPa,室温延伸率(A)不低于22%,断面收缩率(Z)不低于35%。
4、本发明合金饱和热充氢后的力学性能满足:屈服强度(Rp0.2)不低于690MPa,抗拉强度(Rm)不低于980MPa以上,室温延伸率(A)不低于20%,断面收缩率(Z)不低于30%。
具体实施方式
实施例1:规格为Φ65mm的J75合金轧制棒材
采用CaO坩埚,在1.0吨真空感应炉上熔炼合金,熔炼过程中进行一次精炼和一次精炼脱硫处理,随后浇铸铸锭;铸锭经表面打磨处理后进行自耗冶炼,自耗冶炼铸锭经打磨处理后进行锻造、轧制制备成Φ65mm规格的合金棒材,其化学成分见表1,制备过程为:
1、以磷含量低于0.007wt.%工业纯铁(本实施例为0.006wt.%)、电解镍、金属铬、金属钼及其它中间合金(如:硅铁、钛铁、铝铁、硼铁和钒铁)为原料,熔炼前将Fe、Ni、Cr和Mo装入坩埚中,将硅铁、钛铁、铝铁、硼铁、钒铁和钙质脱硫剂装入料斗。
2、采用CaO坩埚进行真空感应熔炼,在1530~1570℃精炼处理10~15分钟(本实施例为1540℃精炼10分钟),随后依次加入硅铁、钛铁、铝铁、硼铁、钒铁和脱硫剂(本实施例添加顺序为硅铁、钛铁、铝铁、硼铁、钒铁和钙质脱硫剂),再次进行5~15分钟精炼(本实施例为10分钟),利用CaO坩埚的热稳定性和脱硫剂进行脱碳、脱硫处理,在1480~1520℃浇铸铸锭(本实施例为1520℃)。
3、所述铸锭进行真空自耗冶炼,自耗铸锭规格为Φ280~350mm(本实施例为Φ315mm)。
4、所述自耗铸锭,在1050~1150℃保温4~12h后进行合金锻造(本实施例为1140℃保温时间为6h),开坯锻造温度1050~1150℃(本实施例为1120℃),终锻温度880~1000℃(本实施例终锻温度为900℃),获得锻棒;在锻至最终规格前允许回炉再加热,在加热温度1050~1150℃下保温1~4h(本实施例回炉加热三次,在1120℃保温时间为1.5h),锻棒为截面145×145mm方棒。
5、所述锻棒在1050~1150℃保温2~6h(本实施例为1130℃保温时间为3h)后进行轧制,开坯轧制温度1050~1150℃(本实施例为1120℃),终轧温度850~950℃(本实施例终轧温度为860℃),一次轧制成所需规格棒材,不进行中间退火处理,轧棒尺寸为Φ65mm。
6、取步骤5中的轧棒,垂直于轧棒纵截面切取金相试样,按标准的金相试验方法制备试样,按GB/T9394规定进行晶粒度评定,评定结果显示合金棒材平均晶粒度为8.5级。
7、取步骤5中的轧棒,在1/4直径处切取试样进行固溶处理,固溶处理温度控制在970~990℃(本实施例为980℃),保温时间0.5~2h(本实施例为1h)后水淬。
8、取步骤7中经固溶处理后的棒材进行730~750℃(本实施例为740℃)保温7~9h(本实施例为8h)的时效处理,空冷。
9、取步骤7中经固溶处理后的棒材,沿轧制棒材纵截面截取金相试样,按标准的金相试验方法制备试样,按GB/T10561进行夹杂物评定,结果见表2。
10、取步骤8中经时效处理后的棒材加工拉伸试样,按GB/T228.1进行室温力学性能检测,检测结果见表3。
11、取步骤8中经时效处理后的棒材,加工拉伸试样,按GB/T4338进行550℃力学性能检测,检测结果见表4。
12、取步骤8中经时效处理后的棒材加工拉伸试样,随后进行300℃、10MPa、高纯氢(体积纯度99.999%)、10天的充氢处理,按GB/T228.1进行力学性能检测,检测结果见表5。
13、取步骤5中的轧棒进行超声波检验,检验结果符合GB/T4162中AA级规定。
表1合金的化学成分,质量分数,%
元素 | C | Si | S | P | Ni | B |
含量 | 0.004 | 0.18 | 0.001 | 0.006 | 30.1 | 0.0018 |
元素 | Cr | Mo | Al | Ti | V | Fe |
含量 | 14.82 | 1.32 | 0.22 | 2.23 | 0.27 | 余 |
表2合金的非金属夹杂物
表3合金的室温力学性能
编号 | Rp0.2/MPa | Rm/MPa | A/% | Z% |
1 | 749 | 1092 | 29.0 | 63.0 |
2 | 757 | 1100 | 28.0 | 63.0 |
3 | 750 | 1104 | 28.0 | 64.0 |
表4合金550℃高温力学性能
编号 | Rp0.2/MPa | Rm/MPa | A/% | Z% |
1 | 634 | 910 | 25.0 | 63.0 |
2 | 628 | 908 | 24.0 | 59.0 |
3 | 629 | 911 | 25.0 | 63.0 |
表5饱和充氢后合金室温力学性能
编号 | Rp0.2/MPa | Rm/MPa | A/% | Z% |
1 | 751 | 1105 | 23.5 | 34.0 |
2 | 753 | 1109 | 24.0 | 37.0 |
3 | 759 | 1108 | 23.0 | 36.0 |
实验结果表明,所制备的规格为Φ65mm合金棒材,其含硼量为0.0018wt%,含碳量为0.004wt%,含硫量为0.001wt%,含磷0.006wt%;合金棒材晶粒度为8.5级;非金属夹杂物分析发现,仅有0.5级的细系D类非金属夹杂物存在;合金棒材探伤等级达到GB/T4162中AA级规定;经980℃/1h、水淬+740℃/8h、空冷处理后,合金室温力学性能为:屈服强度(Rp0.2)高于740MPa、抗拉强度(Rm)高于1090MPa,延伸率高于28%,断面收缩率高于63%;合金550℃力学性能为:屈服强度(Rp0.2)高于625MPa、抗拉强度(Rm)高于905MPa,延伸率高于24%,断面收缩率高于59%;在300℃、10MPa的高纯氢环境中放置10天后,屈服强度(Rp0.2)高于750MPa、抗拉强度(Rm)高于1095MPa,延伸率高于23%,断面收缩率高于34%。
实施例2:规格为Φ85mm的J75合金轧制棒材
与实施例1不同之处在于,所制备的J75合金棒材规格为Φ85mm。
采用CaO坩埚,在1.0吨真空感应炉上以磷含量为0.006wt.%工业纯铁、电解镍、金属铬、金属钼及其它中间合金(如:硅铁、钛铁、铝铁、硼铁、钒铁)为原料熔炼合金。熔炼过程中先在1530℃精炼12分钟,随后依次加入硅铁、钛铁、铝铁、硼铁、钒铁和钙质脱硫剂,再次进行12分钟精炼,在1500℃浇铸铸锭,合金成分见表6。将铸锭进行真空自耗重熔,自耗铸锭锭规格为Φ340mm。将自耗铸锭在1140℃保温8h后进行锻造,开坯锻造1120℃、终锻温度880℃,锻造过程中回炉加热三次,在1120℃保温时间为2h,最终锻棒为截面155×155mm方棒。将锻棒在1120℃保温时间为3h后进行轧制,开坯轧制温度1120℃,终轧温度880℃,一次轧制成Φ85mm棒材,不进行中间退火处理。轧棒进行超声波检验,检验结果符合GB/T4162中A级规定。按GB/T9394规定进行晶粒度评定,评定结果显示合金棒材平均晶粒度为8.0级。在轧棒1/4直径处切取试样进行980℃,保温时间1h后水淬固溶处理。经固溶处理后的试样进行740℃保温8h的时效处理,空冷。在固溶处理后的棒材纵截面截取金相试样,按GB10561进行夹杂物评定,结果见表7。经时效处理后的棒材加工拉伸试样,一部分按GB/T228.1进行力学性能检测,结果见表8。一部分按GB/T4338进行550℃力学性能检测,检测结果见表9。一部分进行300℃、10MPa、高纯氢(体积纯度99.999%)、10天的充氢处理,按GB/T228.1进行力学性能检测,检测结果见表10。
表6合金的化学成分(wt.%)
元素 | C | Si | S | P | Ni | B |
含量 | 0.002 | 0.19 | 0.001 | 0.005 | 30.0 | 0.0020 |
元素 | Cr | Mo | Al | Ti | V | Fe |
含量 | 14.76 | 1.32 | 0.24 | 2.23 | 0.24 | 余 |
表7合金的非金属夹杂物
表8合金的室温力学性能
编号 | Rp0.2/MPa | Rm/MPa | A/% | Z% |
1 | 748 | 1079 | 28.5 | 62.0 |
2 | 732 | 1068 | 29.0 | 66.0 |
3 | 747 | 1080 | 29.0 | 64.0 |
表9合金550℃高温力学性能
编号 | Rp0.2/MPa | Rm/MPa | A/% | Z% |
1 | 633 | 915 | 25.5 | 62.0 |
2 | 627 | 909 | 24.0 | 60.0 |
3 | 631 | 912 | 25.0 | 62.0 |
表10饱和充氢后合金室温力学性能
编号 | Rp0.2/MPa | Rm/MPa | A/% | Z% |
1 | 766 | 1115 | 24.0 | 34.0 |
2 | 761 | 1119 | 24.0 | 35.0 |
3 | 786 | 1128 | 24.0 | 36.0 |
实验结果表明,所制备的规格为Φ85mm合金棒材,其含硼量为0.0020wt%,含碳量为0.002wt%,含硫量为0.001wt%,含磷0.005wt%;合金棒材晶粒度为8.0级;非金属夹杂物分析发现,仅有0.5级细系的D类非金属夹杂物存在;合金棒材探伤等级达到GB/T-4162中A级规定;经980℃/1h、水淬+740℃/8h、空冷处理后,合金室温力学性能为:屈服强度(Rp0.2)高于730MPa、抗拉强度(Rm)高于1065MPa,延伸率高于28%,断面收缩率高于62%;合金550℃力学性能为:屈服强度(Rp0.2)高于625MPa、抗拉强度(Rm)高于905MPa,延伸率高于24%,断面收缩率高于60%;在300℃、10MPa的高纯氢环境中放置10天后,屈服强度(Rp0.2)高于750MPa、抗拉强度(Rm)高于1105MPa,延伸率高于24%,断面收缩率高于34%。
实施例3:规格为Φ110mm的J75合金锻造棒材
与实施例1不同之处在于,所制备的J75合金棒材规格为Φ110mm,采用锻造成形棒材。
采用CaO坩埚,在1.0吨真空感应炉上以磷含量为0.006wt.%工业纯铁、电解镍、金属铬、金属钼及其它中间合金(如:硅铁、钛铁、铝铁、硼铁、钒铁)为原料熔炼合金。熔炼过程中先在1540℃精炼12分钟,随后依次加入硅铁、钛铁、铝铁、硼铁、钒铁和钙质脱硫剂,再次进行12分钟精炼,在1500℃浇铸铸锭,合金成分见表11。将铸锭进行真空自耗重熔,自耗铸锭锭规格为Φ315mm。将自耗铸锭在1140℃保温6h后进行锻造,开坯锻造1120℃、终锻温度880℃,锻造过程中回炉加热三次,在1120℃保温时间为1.5h,最终锻棒规格为Φ110mm。锻棒进行超声波检验,检验结果符合GB/T4162中A级规定。按GB/T9394规定进行晶粒度评定,评定结果显示合金棒材平均晶粒度为7.5级。在锻棒1/4直径处切取试样进行980℃,保温时间1h后水淬固溶处理。经固溶处理后的试样进行740℃保温8h的时效处理,空冷。在固溶处理后的棒材纵截面截取金相试样,按GB/T10561进行夹杂物评定,结果见表12。经时效处理后的棒材加工拉伸试样,一部分按GB/T228.1进行力学性能检测,结果见表13。一部分按GB/T4338进行550℃力学性能检测,检测结果见表14。一部分进行300℃、10MPa、高纯氢(体积纯度99.999%)、10天的充氢处理,按GB/T228.1进行力学性能检测,检测结果见表15。
表11合金的化学成分(wt.%)
元素 | C | Si | S | P | Ni | B |
含量 | 0.009 | 0.20 | 0.0006 | 0.0048 | 29.3 | 0.0021 |
元素 | Cr | Mo | Al | Ti | V | Fe |
含量 | 14.75 | 1.26 | 0.29 | 2.12 | 0.24 | 余 |
表12合金的非金属夹杂物
表13合金的室温力学性能
编号 | Rp0.2/MPa | Rm/MPa | A/% | Z% |
1 | 795 | 1100 | 28.0 | 65.0 |
2 | 805 | 1100 | 25.0 | 66.5 |
3 | 775 | 1090 | 28.0 | 66.0 |
表14合金550℃高温力学性能
编号 | Rp0.2/MPa | Rm/MPa | A/% | Z% |
1 | 695 | 925 | 22.5 | 60.0 |
2 | 710 | 925 | 23.0 | 62.5 |
3 | 685 | 915 | 24.0 | 61.5 |
表15饱和充氢后合金室温力学性能
编号 | Rp0.2/MPa | Rm/MPa | A/% | Z% |
1 | 790 | 1090 | 24.0 | 38.0 |
2 | 790 | 1100 | 27.0 | 37.5 |
3 | 805 | 1110 | 24.5 | 38.0 |
实验结果表明,所制备的规格为Φ110mm合金棒材,其含硼量为0.0021wt%,含碳量为0.009wt%,含硫量为0.0006wt%,含磷0.0048wt%;合金棒材晶粒度为7.5级;非金属夹杂物分析发现,仅有0.5级细系的D类非金属夹杂物存在;合金棒材探伤等级达到GB/T4162中A级规定;经980℃/1h、水淬+740℃/8h、空冷处理后,合金室温力学性能为:屈服强度(Rp0.2)高于770MPa、抗拉强度(Rm)高于1090MPa,延伸率高于25%,断面收缩率高于65%;合金550℃力学性能为:屈服强度(Rp0.2)高于685MPa、抗拉强度(Rm)高于915MPa,延伸率高于22.5%,断面收缩率高于60%;在300℃、10MPa的高纯氢环境中放置10天后,屈服强度(Rp0.2)高于790MPa、抗拉强度(Rm)高于1090MPa,延伸率高于24%,断面收缩率高于37.5%。
Claims (10)
1.一种牌号为J75的高强度耐氢脆奥氏体合金,其特征在于,按重量百分比计,该合金的成分范围如下:
B:0.0008~0.0025,Si:0.10~0.30,Ni:29.00~32.00,Cr:13.50~16.50,Mo:1.00~1.60,V:0.15~0.35,Ti:1.80~2.40,Al:0.10~0.40,Fe及不可避免的残余元素:余量。
2.按照权利要求1所述的牌号为J75的高强度耐氢脆奥氏体合金,其特征在于,该合金中不可避免的残余元素包括:碳、硫、磷,按重量百分计,碳含量控制在≤0.020,硫含量控制在≤0.006,磷含量控制在≤0.006。
3.按照权利要求1所述的牌号为J75的高强度耐氢脆奥氏体合金,其特征在于,合金中的非金属夹杂物满足如下要求:细系,A≤0.5级,B≤0.5级,D≤1.5级,三类之和≤2.5级;粗系,A≤0.5级,B≤0.5级,D≤1.0级,三类之和≤1.5级;其中,A为硫化物类、B为氧化铝类、D为球状氧化物类,三类之和为A+B+D。
4.按照权利要求1所述的牌号为J75的高强度耐氢脆奥氏体合金,其特征在于,合金的低倍组织满足如下要求:一般疏松≤1级,中心疏松≤1级,锭型偏析≤1级,一般点状偏析≤1级,边缘点状偏析≤1级。
5.按照权利要求1所述的牌号为J75的高强度耐氢脆奥氏体合金,其特征在于,直径不大于80mm的热轧棒材晶粒度不低于6级,直径大于80mm的热轧棒材和锻材晶粒度不低于5级;直径不大于65mm的棒材超声检验结果符合GB/T-4162《锻轧钢棒超声检验方法》中AA级规定,直径大于65mm的棒材检验结果符合GB/T-4162《锻轧钢棒超声检验方法》中A级规定。
6.一种权利要求1~5之一所述的牌号为J75的高强度耐氢脆奥氏体合金的制备方法,其特征在于,该合金的制备具体过程如下:
(1)熔炼前将Fe、Ni、Cr和Mo装入坩埚中,采用CaO坩埚进行真空感应熔炼合金,在1530~1570℃精炼处理10~15分钟,随后依次加入硅铁、钛铁、铝铁、硼铁、钒铁和脱硫剂,再次进行5~15分钟精炼,利用CaO坩埚的热稳定性和脱硫剂进行脱硫处理,在1480~1520℃浇铸铸锭;
(2)真空自耗冶炼;
(3)合金锻造;
(4)合金轧制,在1050~1150℃保温2~6h后进行轧制,开坯轧制温度1050~1150℃,终轧温度850~950℃,一次轧制成所需规格棒材,不进行中间退火处理。
7.按照权利要求6所述的牌号为J75的高强度耐氢脆奥氏体合金的制备方法,其特征在于,步骤(3)中,在锻成最终规格前回炉再加热,在1050~1150℃保温时间为1~4h。
8.按照权利要求6所述的牌号为J75的高强度耐氢脆奥氏体合金的制备方法,其特征在于,该合金的热处理过程如下:
(1)固溶处理:970~990℃保温0.5~2h,水淬;
(2)时效处理:730~750℃保温7~9h,空冷;
合金的室温力学性能满足:屈服强度(Rp0.2)不低于690MPa,抗拉强度(Rm)不低于980MPa,室温延伸率(A)不低于22%,断面收缩率(Z)不低于35%。
9.按照权利要求8所述的牌号为J75的高强度耐氢脆奥氏体合金的制备方法,其特征在于,热处理后,合金的550℃高温力学性能满足:屈服强度(Rp0.2)不低于620MPa,抗拉强度(Rm)不低于880MPa,室温延伸率(A)不低于22%,断面收缩率(Z)不低于35%。
10.按照权利要求8所述的牌号为J75的高强度耐氢脆奥氏体合金的制备方法,其特征在于,热处理后,进行饱和热充氢,合金力学性能满足:屈服强度(Rp0.2)不低于690MPa,抗拉强度(Rm)不低于980MPa以上,室温延伸率(A)不低于20%,断面收缩率(Z)不低于30%。
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