CN105583251B - 一种大规格Inconel690合金棒材的锻造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大规格Inconel690合金棒材的锻造方法，属于金属压力加工领域。锻造棒材原料选用电渣重熔钢锭，锻造加热温度1200℃±10℃，锻前炉内加热保温时间由钢锭尺寸计算获得。钢锭的开坯拔长变形量控制在20％‑30％，送进量L控制在0.5‑0.8h范围内，终锻温度950℃以上，开坯锻成横截面为方形棒材。开坯结束回炉加热保温；中间变形沿着坯料横截面对角线方向施加外力变形，变形量控制在20‑50％。送进量L控制在0.5‑0.8h范围内，终锻温度大于900℃。终端末火变形量控制在35％以上，终锻温度大于800℃。本发明锻造的I‑690合金棒材组织均匀性高、变形道次少且可有效降低生产成本。
Description
技术领域
本发明属于金属压力加工领域，涉及对大规格Inconel690(以下简称I-690)合金锻造工艺的改进，具体说是一种大规格Inconel690合金棒材的锻造方法。
背景技术
Inconel690合金作为一种高铬、低碳含量的镍基合金，具有优异的抗腐蚀性能，可在苛刻腐蚀环境下长期稳定服役。由于综合性能突出，I-690合金在工业中使用量巨大，但目前大规格I-690棒材因原始钢锭坯料规格大、锻造变形抗力大等原因导致生产存在一定困难，生产中易出现坯料开裂、锻态组织不均匀等问题。解决以上问题需改进材料的变形温度、变形量设计等工艺参数。
发明内容
本发明的目的是提供一种大规格Inconel690合金棒材的锻造方法，采用本发明锻造的I-690合金棒材组织均匀性高、变形道次少且可有效降低生产成本。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种大规格I-690合金棒材的锻造方法，该方法使用锻锤或压机进行锻造，锻造过程包括如下步骤：
1)锻造原料。大规格I-690合金棒材由大规格钢锭锻造而成，钢锭选用电渣重熔工艺生产的优质重熔锭。
2)加热制度。锻造前钢锭在炉温600℃以下放入加热炉进行加热。加热炉需缓慢加热，升温速率控制在200℃/h以下。升温至中高温后，即于900℃-950℃范围内根据钢锭大小保温2-4小时，然后再升温至1200℃±10℃。钢锭目标加热温度为1200℃±10℃，该温度下保温最少时间由钢锭半径决定。最少保温时间计算方法为：以毫米表示的钢锭半径值乘以分钟即对应的最少保温时间。(例如：钢锭半径为250mm，则1200℃±10℃下保温时间需大于250分钟)
3)开坯。钢锭的开坯采用拔长工艺，变形量控制在20％-30％，送进量L控制在0.5-0.8h范围内，终锻温度950℃以上，开坯锻成横截面为方形的棒材。锻成后回炉加热。
4)回炉加热。回炉加热保温时间不少于1.5小时，温度1200℃±10℃。
5)中间变形。保温结束出炉再次锻造，锻造沿坯料横截面对角线方向施加外力变形，变形量控制在20-50％。送进量L控制在0.5-0.8h范围内，终锻温度大于900℃。锻成回炉加热。
6)回炉加热。回炉加热保温时间不少于1.5小时，温度1200℃±10℃。
7)末火：最后一道变形量控制在35％以上，终锻温度大于800℃。
本发明所述大规格Inconel690合金棒材是指棒材横截面直径大于150mm。
本发明的优点如下：
1、I-690合金锻棒原料选用电渣重熔钢锭，钢锭结晶组织致密，偏析小，制得成品的化学成分均匀性与组织均匀性高。
2、I-690合金加热温度高。在1200℃±10℃条件下，合金中元素扩散速度快，利于均匀合金的成分与组织。同时高温下合金变形抗力小，变形温度区间大，利于增大每火次变形量，提高生产效率。
3、锻造过程中送进量L控制在0.5-0.8h范围内，该条件下合金变形均匀，开裂风险低，同时拔长效率高。
4、中间变形过程中，锻造沿着坯料横截面对角线方向施加外力变形，该方式变形可明显消除变形死区，有效提高成品棒材的组织均匀性。
具体实施方式
实施例1
Inconel690合金Φ215mm直径棒材的锻造
设备：Φ215mm直径棒材锻造设备使用6T锻锤。
原料：锻造原料采用Φ515mm直径电渣重熔锭锻造。
加热：锻前钢锭于300℃放入煤气炉加热，每小时升温速率为100℃/h，到达950℃保温3小时后继续升温至1200℃，保温5小时开始锻造。
开坯：钢锭的开坯采用拔长工艺，将电渣锭从Φ515mm直径锻成至400×400mm方棒，一火变形量为24％，送进量L控制在0.5-0.8h范围内，终锻温度970℃。锻成后回炉加热1.5小时。
中间变形：中间变形共分两步。第一步将坯料从400×400mm锻成340×340mm方棒，锻造沿坯料横截面对角线方向施加外力变形，变形量27％，回炉加1.7小时。第二步将坯料从340×340mm锻成270×270mm方棒，锻造沿坯料横截面对角线方向施加外力变形，变形量37％，回炉加2.0小时。两步变形进量L控制在0.5-0.8h范围内。
末火：最后一道由270×270mm方棒锻成Φ215mm直径圆棒，变形量为48％，终锻温度850℃。
本实施例锻造的Inconel690合金棒材组织检测结果如表1：
表1炉号21821-0006合金锻棒晶粒度
实施例2
Inconel690合金Φ215mm直径棒材的锻造
设备：Φ215mm直径棒材锻造设备使用6T锻锤。
原料：锻造原料采用Φ515mm直径电渣重熔锭锻造。
加热：锻前钢锭于500℃放入煤气炉加热，每小时升温速率为100℃/h，到达930℃保温3小时后继续升温至1200℃，保温5.5小时开始锻造。
开坯：钢锭的开坯采用拔长工艺，将电渣锭从Φ515mm直径锻成至400×400mm方棒，一火变形量为24％，送进量L控制在0.5-0.8h范围内，终锻温度960℃。锻成后回炉加热2小时。
中间变形：中间变形共分两步。第一步将坯料从400×400mm锻成340×340mm方棒，锻造沿坯料横截面对角线方向施加外力变形，变形量27％，回炉加2小时。第二步将坯料从340×340mm锻成270×270mm方棒，锻造沿坯料横截面对角线方向施加外力变形，变形量37％，回炉加1.5小时。两步变形进量L控制在0.5-0.8h范围内。
末火：最后一道由270×270mm方棒锻成Φ215mm直径圆棒，变形量为48％，终锻温度860℃。
本实施例锻造的Inconel690合金棒材组织检测结果如表2：
表2炉号21821-0169合金锻棒晶粒度
Claims (4)
1.一种大规格Inconel690合金棒材的锻造方法，其特征在于：该方法使用锻锤或压机进行锻造，锻造过程包括如下步骤：
1)原料选择：选择钢锭作为锻造大规格I -690合金棒材的原料；
2)加热制度：在炉温600℃以下将钢锭装入加热炉，升温至900-950℃范围内保温2-4小时，再升温至1200℃±10℃保温；
3)开坯：经步骤2)处理后的进行开坯锻造，开坯采用拔长方式进行，钢锭的开坯拔长变形量控制在20-30％，送进量L控制在0.5-0.8h范围内，终锻温度950℃以上，开坯锻成横截面为方形棒材；
4)回炉加热：开坯完成后的坯料回炉进行再次加热；加热温度1200℃±10℃，加热时间不少于1.5小时；
5)中间变形：经步骤4)加热后的坯料出炉再次锻造，锻造为沿着坯料横截面对角线方向施加外力变形，变形量控制在20-50％，送进量L控制在0.5-0.8h范围内，终锻温度大于900℃；
6)回炉加热：变形完成后的坯料回炉进行再次加热；加热温度1200℃±10℃，加热时间不少于1.5小时；
7)末火：经步骤6)处理后的坯料进行末火锻造，末火变形量控制在35％以上，终锻温度大于800℃。
2.按照权利要求1所述的大规格Inconel690合金棒材的锻造方法，其特征在于：步骤1)中，所述钢锭为电渣重熔钢锭。
3.按照权利要求1所述的大规格Inconel690合金棒材的锻造方法，其特征在于：步骤2)中，升温速率控制在200℃/h以下。
4.按照权利要求1所述的大规格Inconel690合金棒材的锻造方法，其特征在于：步骤2)中，钢锭在1200℃±10℃保温时，该温度下的保温时间由钢锭尺寸计算获得，最少保温时间为以毫米表示的钢锭半径值乘以分钟。
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