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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