CN107723637A - 处理镍基高温合金冷轧管的方法 - Google Patents
处理镍基高温合金冷轧管的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107723637A CN107723637A CN201710959424.4A CN201710959424A CN107723637A CN 107723637 A CN107723637 A CN 107723637A CN 201710959424 A CN201710959424 A CN 201710959424A CN 107723637 A CN107723637 A CN 107723637A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cold rolled
- rolled tube
- annealing
- nickel base
- base superalloy
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/10—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of nickel or cobalt or alloys based thereon
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
处理镍基高温合金冷轧管的方法，其包括：a)对镍基高温合金冷轧管进行退火处理；以及b)对所述退火处理的冷轧管进行冷却处理；其中，在所述退火处理中最低保温时间(min)＝m×(Q/(T×R×n))，其中m为钢种系数；Q(J/mol)为晶粒长大激活能；T(K)为冷轧管退火处理的热力学温度；R(J/(mol×K))为热力学常数，取值8.31；以及n为冷加工变形量(％)×100。使用该方法可以消除加工硬化，热处后管材组织均匀，并可以对晶粒度进行有效控制。
Description
领域
本申请大体上涉及合金领域。更具体地，本申请涉及合金组织及析出物的控制领域。
背景
镍基高温合金因其优异的性能，在石油化工、航空航天、能源领域均有广泛的应用，对管材的需求量也与日俱增。为满足工业发展的需求，镍基高温合金的生产量也在不断增加。镍基合金由于具有合金化元素含量高、变形抗力大、组织难以控制等一系列特点，在冷加工方面存在一定的困难。
对于镍基合金管材，首先采用热挤压方式生产荒管，而后通过多次冷轧+热处理生产成品管。在每一道次冷轧后，管材均需进行退火处理，以消除冷加工硬化、对组织进行调整，为下一道次冷轧提供高质原料。对于镍基合金来讲，其冷加工硬化倾向性极高，并且在软化退火时，经常发生混晶、晶粒异常长大、再结晶不完全等现象，并且此类现象无法通过再次热处理进行消除，从而导致最终成品管组织性能不合，损失较大。
概述
一方面，本申请涉及处理镍基高温合金冷轧管的方法，其包括：a)对镍基高温合金冷轧管进行退火处理；以及b)对所述退火处理的冷轧管进行冷却处理；其中，在所述退火处理中最低保温时间(min)＝m×(Q/(T×R×n))，其中m为钢种系数；Q(J/mol)为晶粒长大激活能；T(K)为冷轧管退火处理的热力学温度；R为热力学常数，取值8.31；以及n为冷加工变形量(％)×100。
另一方面，本申请涉及由包括以下步骤的方法处理得到的镍基高温合金冷轧管，a)对镍基高温合金冷轧管进行退火处理；以及b)对所述退火处理的冷轧管进行冷却处理；其中，在所述退火处理中最低保温时间(min)＝m×(Q/(T×R×n))，其中m为钢种系数；Q(J/mol)为晶粒长大激活能；T(K)为冷轧管退火处理的热力学温度；R(J/(mol×K))为热力学常数，取值8.31；以及n为冷加工变形量(％)×100。
详述
在以下的说明中，包括某些具体的细节以对各个公开的实施方案提供全面的理解。然而，相关领域的技术人员会认识到，不采用一个或多个这些具体的细节，而采用其它方法、部件、材料等的情况下仍实现实施方案。
除非本申请中另有要求，在整个说明书和所附的权利要求书中，词语“包括”、“包含”、“含有”和“具有”应解释为开放式的、含括式的意义，即“包括但不限于”。
在整个说明书中提到的“一实施方案”、“实施方案”、“在另一实施方案中”或“在某些实施方案中”意指在至少一实施方案中包括与该实施方案所述的相关的具体参考要素、结构或特征。因此，在整个说明书中不同位置出现的短语“在一实施方案中”或“在实施方案中”或“在另一实施方案中”或“在某些实施方案中”不必全部指同一实施方案。此外，具体要素、结构或特征可以任何适当的方式在一个或多个实施方案中结合。
定义
在本文中，术语“真空感应熔炼(Vacuum Induction Melting，简称VIM)”系指在真空条件下，利用电磁感应在金属导体内产生涡流加热炉料进行熔炼的方法。
在本文中，术语“电渣重熔(Electroslag Remelting，简称ESR)”系指利用电流通过熔渣时产生的电阻热作为热源进行熔炼的方法。
在本文中，术语“镍基高温合金”系指Ni质量分数大于45％，并且Fe质量分数小于5％的合金。
在本文中，术语“固溶强化型镍基高温合金”系指添加铬、钨、钼、钴等元素进行固溶强化的镍基高温合金。
在本文中，术语“析出强化型镍基高温合金”系指加入Al、Ti、Nb等元素，使之形成金属间化合物析出相而得到强化的一类高温合金。
在本文中，术语“钢种系数”对于固溶强化型合金取值12，对于析出强化型合金取值10。
在本文中，术语“晶粒长大激活能”系指晶界移动、晶粒开始生长所需的最低能量。
具体实施方案
一方面，本申请涉及处理镍基高温合金冷轧管的方法，其包括：
a)对镍基高温合金冷轧管进行退火处理；以及
b)对所述退火处理的冷轧管进行冷却处理；
其中，在所述退火处理中最低保温时间(min)＝m×(Q/(T×R×n))，其中m为钢种系数；Q(J/mol)为晶粒长大激活能；T(K)为冷轧管退火处理的热力学温度；R(J/(mol×K))为热力学常数，取值8.31；以及n为冷加工变形量(％)×100。
能够用于本申请的镍基高温合金的示例性实例包括但不限于固溶强化型镍基高温合金和析出强化型镍基高温合金。
在某些实施方案中，固溶强化型镍基高温合金的钢种系数为12。
在某些实施方案中，析出强化型镍基高温合金的钢种系数为10。
在某些实施方案中，在炉中进行退火处理。
在某些实施方案中，在室式炉或辊底炉中对固溶强化型镍基高温合金进行退火处理。
在某些实施方案中，在室式炉中对析出强化型镍基高温合金进行退火处理。
在某些实施方案中，冷轧管全部保温时间(min)约为最低保温时间(min)+(15-20)(min)。
在某些实施方案中，对退火处理的冷轧管进行冷却处理所需的转移时间约小于等于50秒。
在某些实施方案中，冷变形量(％)＝(冷轧前管材截面面积-冷轧后管材截面面积)/冷轧前管材截面面积×100％。
在某些实施方案中，最低保温时间为冷加工完全软化及冷变形组织完全发生再结晶的时间，并且最低保温时间(min)＝m×(Q/(T×R×n))，其中m为钢种系数；Q(J/mol)为晶粒长大激活能；T(K)为热力学温度；R(J/(mol×K))为热力学常数，取值8.31；以及n为冷加工变形量(％)×100。
在某些实施方案中，使用本申请的处理方法能够消除加工硬化。
在某些实施方案中，使用本申请的处理方法能够以对晶粒度进行有效控制。
在某些实施方案中，经本申请的方法处理的镍基高温合金冷轧管组织均匀。
另一方面，本申请涉及由包括以下步骤的方法处理得到的镍基高温合金冷轧管，
a)对镍基高温合金冷轧管进行退火处理；以及
b)对所述退火处理的冷轧管进行冷却处理；
其中，在所述退火处理中最低保温时间(min)＝m×(Q/(T×R×n))，其中m为钢种系数；Q(J/mol)为晶粒长大激活能；T(K)为冷轧管退火处理的热力学温度；R为热力学常数，取值8.31；以及n为冷加工变形量(％)×100。
在某些实施方案中，经处理的镍基高温合金冷轧管组织均匀。
下文中，本申请将通过如下实施例进行详细解释以便更好地理解本申请的各个方面及其优点。然而，应当理解，以下的实施例是非限制性的而且仅用于说明本申请的某些实施方案。
实施例
实施例1
采用VIM+ESR工艺获得镍基合金铸锭，其主要成分质量百分配比为：22％Cr、12％Co、9％Mo、1.2％Al、0.44％Ti、余量为Ni及其他不可避免的杂质，其属于固溶强化型合金。
冷轧管轧制前尺寸为Φ140×20mm，冷轧后尺寸Φ108×15mm，冷变形量为40.5％。
冷轧管采用室式炉在1150℃条件下退火，其最低保温时间(min)＝12×(573000/(1423×8.31×40.5))＝14min。全部保温时间为30min(14+16＝30min)。
出炉入水冷却，所得管材组织均匀(晶粒度极差小于2级)。
实施例2
采用VIM+ESR工艺获得镍基合金铸锭，其主要成分质量百分配比为：22％Cr、12％Co、9％Mo、1.2％Al、0.44％Ti、余量为Ni及其他不可避免的杂质，其属于固溶强化型合金。
冷轧管轧制前尺寸为Φ108×15mm，冷轧后尺寸Φ76×12mm，冷变形量为51％。
冷轧管采用室式炉在1180℃条件下退火，其最低保温时间(min)＝12×(573000/(1453×8.31×51))＝11min。全部保温时间为26min(11+15＝26min)。
出炉入水冷却，所得管材组织均匀(晶粒度极差小于2级)。
实施例3
采用VIM+ESR工艺获得镍基合金铸锭，其主要成分质量百分配比为：25％Cr、20％Co、1.5％Nb、1.5％Al、1.5％Ti、余量为Ni及其他不可避免的杂质，其属于析出强化型合金。
冷轧管轧制前尺寸为Φ108×15mm，冷轧后尺寸Φ76×12mm，冷变形量为51％。
冷轧管采用室式炉在1150℃条件下退火，其最低保温时间(min)＝10×(475000/(1423×8.31×51))＝8min。全部保温时间为25min(8+17＝25min)。
出炉入水冷却，所得管材组织均匀(晶粒度极差小于2级)。
从前述中可以理解，尽管为了示例性说明的目的描述了本发明的具体实施方案，但是在不偏离本发明的精神和范围的条件下，本领域所述技术人员可以作出各种变形或改进。这些变形或修改都应落入本申请所附权利要求的范围。
Claims (10)
1.处理镍基高温合金冷轧管的方法，其包括：
a)对镍基高温合金冷轧管进行退火处理，优选在1000-1200℃下进行退火处理；以及
b)对所述退火处理的冷轧管进行冷却处理，优选水冷；
其中，在所述退火处理中最低保温时间(min)＝m×(Q/(T×R×n))，其中m为钢种系数；Q(J/mol)为晶粒长大激活能；T(K)为冷轧管退火处理的热力学温度；R(J/(mol×K))为热力学常数，取值8.31；以及n为冷加工变形量(％)×100。
2.如权利要求1所述的方法，其中冷轧管全部保温时间(min)＝最低保温时间(min)+(15-20)(min)。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中对所述退火处理的冷轧管进行冷却处理所需的转移时间小于等于50秒。
4.如权利要求1至3中任一权利要求所述的方法，其中所述冷变形量(％)＝(冷轧前管材截面面积-冷轧后管材截面面积)/冷轧前管材截面面积×100％。
5.如权利要求1至4中任一权利要求所述的方法，其中在炉中，优选在室式炉或辊底炉中进行所述退火处理。
6.如权利要求1至5中任一权利要求所述的方法，其中所述镍基高温合金为固溶强化型。
7.如权利要求6所述的方法，其中m为12。
8.如权利要求1至5中任一权利要求所述的方法，其中所述镍基高温合金为析出强化型。
9.如权利要求8所述的方法，其中m为10。
10.由权利要求1至9中任一权利要求所述的方法处理得到的镍基高温合金冷轧管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710959424.4A CN107723637B (zh) | 2017-10-16 | 2017-10-16 | 处理镍基高温合金冷轧管的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710959424.4A CN107723637B (zh) | 2017-10-16 | 2017-10-16 | 处理镍基高温合金冷轧管的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107723637A true CN107723637A (zh) | 2018-02-23 |
| CN107723637B CN107723637B (zh) | 2019-05-17 |
Family
ID=61210513
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710959424.4A Active CN107723637B (zh) | 2017-10-16 | 2017-10-16 | 处理镍基高温合金冷轧管的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107723637B (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101418399A (zh) * | 2007-10-24 | 2009-04-29 | 沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司 | Gh4648合金无缝薄壁管材制作工艺 |
| CN103668022A (zh) * | 2013-12-13 | 2014-03-26 | 江苏大学 | 一种减少镍基高温合金内部残余应力的方法 |
| CN104674144A (zh) * | 2015-02-28 | 2015-06-03 | 钢铁研究总院 | 核电堆用大尺寸高强细晶镍基高温合金锻件热处理方法 |
| CN105624469A (zh) * | 2014-10-29 | 2016-06-01 | 中国科学院金属研究所 | 超超临界锅炉用镍基高温合金及其制备方法和应用 |
| CN106119609A (zh) * | 2016-07-28 | 2016-11-16 | 中国科学院金属研究所 | 一种具备良好力学性能和铸造工艺性能的镍基高温合金 |
-
2017
- 2017-10-16 CN CN201710959424.4A patent/CN107723637B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101418399A (zh) * | 2007-10-24 | 2009-04-29 | 沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司 | Gh4648合金无缝薄壁管材制作工艺 |
| CN103668022A (zh) * | 2013-12-13 | 2014-03-26 | 江苏大学 | 一种减少镍基高温合金内部残余应力的方法 |
| CN105624469A (zh) * | 2014-10-29 | 2016-06-01 | 中国科学院金属研究所 | 超超临界锅炉用镍基高温合金及其制备方法和应用 |
| CN104674144A (zh) * | 2015-02-28 | 2015-06-03 | 钢铁研究总院 | 核电堆用大尺寸高强细晶镍基高温合金锻件热处理方法 |
| CN106119609A (zh) * | 2016-07-28 | 2016-11-16 | 中国科学院金属研究所 | 一种具备良好力学性能和铸造工艺性能的镍基高温合金 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107723637B (zh) | 2019-05-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2021174727A1 (zh) | 一种高温使用的镍基变形高温合金轮盘锻件的制备方法 | |
| CN105088118B (zh) | 一种镍基高温合金板材的超细晶化方法 | |
| US5702543A (en) | Thermomechanical processing of metallic materials | |
| CN106282836A (zh) | 汽轮机用2Cr11MoVNbN锻件及其制造方法 | |
| US10260137B2 (en) | Method for producing Ni-based superalloy material | |
| JP2017501299A (ja) | 金属合金の加工方法 | |
| US10344367B2 (en) | Method for producing Ni-based superalloy material | |
| CN105238957B (zh) | 一种高性能镍基高温合金及其制造方法 | |
| CN116000134B (zh) | Gh4738合金冷拔棒材及其制备方法和应用 | |
| CN104152827A (zh) | 一种冷轧态镍铁基高温合金晶界强化的热处理工艺 | |
| CN110331352B (zh) | 一种控制镍基合金碳化物分布的径锻方法 | |
| JP6461363B2 (ja) | フェライト系ステンレス鋼及びその製造方法 | |
| KR101890642B1 (ko) | 파괴 인성 및 크리프 저항성이 향상된 Ti-Al-Nb-V계 합금의 제조방법 | |
| JP2001192730A (ja) | 高Ｃｒフェライト系耐熱鋼およびその熱処理方法 | |
| CN107723637B (zh) | 处理镍基高温合金冷轧管的方法 | |
| JPWO2015005119A1 (ja) | 高Ｃｒ鋼管の製造方法 | |
| KR20150104318A (ko) | 니켈계 초내열 합금 및 이의 제조방법 | |
| CN107109581A (zh) | 高强度、高延展性的铁素体系不锈钢板及其制造方法 | |
| JP6894515B2 (ja) | フェライト系ステンレス冷延鋼板およびその製造方法 | |
| KR101888049B1 (ko) | 파괴 인성 및 크리프 저항성이 향상된 Ti-Al-Nb-Fe계 합금의 제조방법 | |
| CN107699828B (zh) | 处理镍基高温合金热挤压荒管的方法 | |
| CN104862572A (zh) | 一种高强度高延伸率的高合金钢及其制造方法 | |
| CN108950330A (zh) | 一种高热稳定性铝合金及其制备工艺 | |
| Wang et al. | Improvement of shape memory effect in an Fe–Mn–Si–Cr–Ni–Nb–C alloy by NbC precipitated through ageing after pre-deformation | |
| CN116970871A (zh) | 一种2000MPa无钴镍高强度马氏体钢及其短流程制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |