CN106826114A - 一种gh3625合金冷拔材的制造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种GH3625合金冷拔材制造工艺，达到提高GH3625合金抗拉强度和屈服强度，同时合理降低合金屈强比的目的。工艺流程为：棒材固溶→棒材矫直→棒材磨光→棒材捻尖→棒材草化和皂化→棒材冷拔→冷拔材滚光矫直→冷拔材时效处理→冷拔材精磨光→冷拔材性能检验→冷拔材精整包装；棒材经过17％～30％的冷拔变形，抗拉强度和屈服强度大幅度提高，塑性大幅度下降；时效处理，一方面使晶粒部分回复，使残余硬化强度下降，提高塑性；另一方面析出体心立方的γ″相，析出相强化提高强度，同时降低了屈强比。本发明的优点在于：提高抗拉强度和屈服强度的同时，大幅度降低屈强比，提高材料使用安全性；降低了工艺执行难度和对设备的要求。

Description

一种GH3625合金冷拔材的制造工艺

技术领域

本发明属于金属加工和热处理领域，具体涉及一种适用于GH3625合金冷拔材的制造工艺。

背景技术

GH3625合金是以钼、铌为主要强化元素的镍基固溶合金，具有优异的综合性能，广泛应用于航空、航天和石油化工等多个领域。近年来，随着石油工业的发展，油气井深度的增加，石油采集设备不断暴露在更加恶劣的高温、高压和酸性气体的环境中，GH3625合金冷拔棒材用来制作石油钻井抽油泵活塞拉杆正当其用。GH3625合金冷拔材力学性能很高，抗拉强度大于1275MPa，屈服强度大于1137MPa，断后伸长率大于14％，但是目前对GH3625合金冷拔材生产工艺的研究非常少。由于GH3625合金为固溶合金，现有的GH3625合金冷拔材都是通过单纯冷变形强化提高强度，对设备能了和模具质量要求非常高，尤其是按照该工艺生产合金的拉强度和屈服强度提高了，但是屈强比太高，如图1所示，当变形量为24.7％时，虽性能满足要求，但是其屈强比达到98.6％，严重的影响了合金使用的安全性。

发明内容

本发明公开一种GH3625合金冷拔材制造工艺，通过合理的冷拔+时效工艺相结合，达到提高GH3625合金抗拉强度和屈服强度，同时合理降低合金屈强比的目的。

本发明技术方案如下：

1.GH3625合金冷拔材的工艺流程为：棒材固溶→棒材矫直→棒材磨光→棒材捻尖→棒材草化和皂化→棒材冷拔→冷拔材滚光矫直→冷拔材时效处理→冷拔材精磨光→冷拔材性能检验→冷拔材精整包装。

2.具体操作如下：

棒材固溶：棒材固溶温度960℃～1020℃，固溶时间0.5h～3h；

棒材矫直：棒材通过冷矫或者温矫的方式进行,矫直加热温度不高于950℃；

棒材磨光：棒材表面不得有裂纹、折叠、结痕、龟裂和夹杂等缺陷，棒材磨光后通过表面沾酸检查，表面粗糙度优于0.32μm；

棒材捻尖：捻尖长度90mm～140mm，捻尖尺寸依据成品尺寸，比成品尺寸小0.5mm～2mm；

棒材草化和皂化：棒材首先在草酸盐中浸泡，温度大于50℃，时间大于20h，随后在皂化溶液中浸泡，温度40℃～50℃，时间30min～60min；草皂化后棒材表面上皂良好，润光滑度高；

棒材冷拔：棒材冷拔根据冷拔材成品尺寸选用相应的模具，一次或者多次拔制成型，中间不退火，变形量17％～30％。

变形量冷拔材滚光矫直：冷拔材矫直在滚光机和多辊矫直机上进行，一次或者多次矫直，冷拔材平直度应小于15mm/m；

冷材时效处理：根据性能要求对冷拔材进行时效处理，棒材首先在750℃～780℃之间处理1h，然后在620℃～680℃之间时效处理时间24h～96h。

冷拔材精磨光：根据冷拔材公差和表面要求依次对冷拔材进行半精磨和精磨处理；根据要求选择合适的砂轮粒度和精磨尺寸。

冷拔材的性能检验：在冷拔材头尾取样，试样加工成工作直径Φ5mm的规定比例试样，按照GB/T228《金属材料室温拉伸试验方法》的规定进行力学性能测试。

冷拔材精整包装：包括冷拔材的成品检查、成品包装。

对本发明创新点的说明：

通过冷拔+时效相结合的工艺提高GH3625合金冷拔材的性能，棒材经过17％～30％的冷拔变形后，虽抗拉强度和屈服强度大幅度提高，但是屈强比也大幅度提高，塑性大幅度下降；通过冷拉后的时效处理，一方面使晶粒部分回复，使残余硬化强度下降，提高塑性；另一方面析出体心立方的γ″相，析出相强化提高强度，同时降低了屈强比。

本发明的优点在于：本方案独创的冷拔+时效处理方式，可以以较低的冷拔变形量得到较高的性能，在提高抗拉强度和屈服强度的同时，大幅度降低屈强比，提高材料使用安全性；同时降低了工艺执行难度和对设备的要求。

附图说明

图1为冷拔工艺对GH3625合金性能的影响；

图2为实施例1的性能曲线；

图3为实施例2的性能曲线；

图4为实施例2的性能曲线。

具体实施方式

下面通过实施例详述本发明。

实施例1～3采用本制造工艺生产GH3625合金冷拔材。

执行以下相同工艺路线：经固溶处理的冷拔棒材坯料，经矫直、磨光、捻尖、草皂化、冷拔、矫直、时效处理、精磨光后检验性能；棒材固溶温度960℃～1020℃，固溶时间0.5h～3h；棒材冷拔一次或者多次拔制成型，中间不退火，变形量17％～30％；棒材时效处理，首先在750℃～780℃之间处理1h，然后在620℃～680℃之间时效处理时间24h～96h。

实施案1

棒材尺寸为Φ33mm，棒材经960℃固溶处理1h，拔成Φ30mm冷拔材，冷拔变形量21％；冷拔材首先经750℃保温1h处理，然后经过620℃时效处理24h，后检验性能。性能检验结果见表1，性能曲线如图2所示。

表1性能检验结果

抗拉强度(MPa)	屈服强度(MPa)	断后伸长率(％)
			1343	1186	23

实施例2

棒材尺寸为Φ33mm，棒材经过980℃固溶处理1h，拔成Φ27.6mm冷拔材，冷拔变形量30％；冷拔材首先经过780℃保温1h处理，然后经过660℃时效处理48h，后检验性能。性能检验结果见表2，性能曲线如图3所示。

表2性能检验结果

抗拉强度(MPa)	屈服强度(MPa)	伸长率(％)
			1474	1365	19

实施例3

棒材尺寸为Φ33mm，棒材经过1020℃固溶处理1小时，拔成Φ31.3mm冷拔材，冷拔变形量17％，冷拔材首先经过780℃保温1h处理，然后经过680℃时效处理96h，后检验性能。性能检验结果见表3，性能曲线如图4所示。

表3性能检验结果

抗拉强度(MPa)	屈服强度(MPa)	伸长率(％)
			1356	1176	25

Claims (4)

1.一种GH3625合金冷拔材制造工艺，其特征在于：所述GH3625合金冷拔材的工艺流程为：棒材固溶→棒材矫直→棒材磨光→棒材捻尖→棒材草化和皂化→棒材冷拔→冷拔材滚光矫直→冷拔材时效处理→冷拔材精磨光→冷拔材性能检验→冷拔材精整包装；

所述棒材固溶：棒材固溶温度960℃～1020℃，固溶时间0.5h～3h；

所述棒材矫直：棒材通过冷矫或者温矫的方式进行,矫直加热温度不高于950℃；

所述棒材磨光：棒材表面不得有裂纹、折叠、结痕、龟裂和夹杂等缺陷，棒材磨光后通过表面沾酸检查，表面粗糙度优于0.32μm；

所述棒材捻尖：捻尖长度90mm～140mm，捻尖尺寸依据成品尺寸，比成品尺寸小0.5mm～2mm；

所述棒材草化和皂化：棒材首先在草酸盐中浸泡，温度大于50℃，时间大于20h，随后在皂化溶液中浸泡，温度40℃～50℃，时间30min～60min；草皂化后棒材表面上皂良好，润光滑度高；

所述棒材冷拔：棒材冷拔根据冷拔材成品尺寸选用相应的模具，一次或者多次拔制成型，中间不退火，变形量17％～30％；

冷拔材滚光矫直：冷拔材矫直在滚光机和多辊矫直机上进行，一次或者多次矫直，冷拔材平直度应小于15mm/m；

所述冷材时效处理：根据性能要求对冷拔材进行时效处理，棒材首先在750℃～780℃之间处理1h，然后在620℃～680℃之间时效处理时间24h～96h；

所述冷拔材精磨光：根据冷拔材公差和表面要求依次对冷拔材进行半精磨和精磨处理；根据要求选择合适的砂轮粒度和精磨尺寸。

2.根据权利要求1所述一种GH3625合金冷拔材制造工艺，其特征在于：所述棒材经960℃固溶处理1h，拔成Φ30mm冷拔材，冷拔变形量21％；冷拔材首先经750℃保温1h处理，然后经过620℃时效处理24h。

3.根据权利要求1所述一种GH3625合金冷拔材制造工艺，其特征在于：所述棒材经过980℃固溶处理1h，拔成Φ27.6mm冷拔材，冷拔变形量30％；冷拔材首先经过780℃保温1h处理，然后经过660℃时效处理48h。

4.根据权利要求1所述一种GH3625合金冷拔材制造工艺，其特征在于：所述棒材经过1020℃固溶处理1小时，拔成Φ31.3mm冷拔材，冷拔变形量17％，冷拔材首先经过780℃保温1h处理，然后经过680℃时效处理96h。