CN112078201B - 抑制合金元素偏聚导致的晶界腐蚀的方法 - Google Patents

抑制合金元素偏聚导致的晶界腐蚀的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112078201B
CN112078201B CN202011004538.1A CN202011004538A CN112078201B CN 112078201 B CN112078201 B CN 112078201B CN 202011004538 A CN202011004538 A CN 202011004538A CN 112078201 B CN112078201 B CN 112078201B
Authority
CN
China
Prior art keywords
alloy
nickel
rolling
grain boundary
based alloy
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.)
Active
Application number
CN202011004538.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112078201A (zh
Inventor
丁文红
臧之祺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuhan University of Science and Engineering WUSE
Original Assignee
Wuhan University of Science and Engineering WUSE
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuhan University of Science and Engineering WUSE filed Critical Wuhan University of Science and Engineering WUSE
Priority to CN202011004538.1A priority Critical patent/CN112078201B/zh
Publication of CN112078201A publication Critical patent/CN112078201A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112078201B publication Critical patent/CN112078201B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/01—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
    • B32B15/013—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic one layer being formed of an iron alloy or steel, another layer being formed of a metal other than iron or aluminium
    • B32B15/015—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic one layer being formed of an iron alloy or steel, another layer being formed of a metal other than iron or aluminium the said other metal being copper or nickel or an alloy thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/04—Interconnection of layers
    • B32B7/10—Interconnection of layers at least one layer having inter-reactive properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/50—Properties of the layers or laminate having particular mechanical properties
    • B32B2307/558—Impact strength, toughness
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/714—Inert, i.e. inert to chemical degradation, corrosion

Abstract

本发明公开了一种抑制合金元素偏聚导致的晶界腐蚀的方法，以钢为基材、镍基合金为覆材制备异质金属层状复合材料时，在镍基合金再结晶温度以下温度进行轧制变形，改善合金元素在镍基合金中的分布，抑制合金元素偏聚所导致的晶界腐蚀，提升直接轧制镍基合金/钢复合板的耐蚀性能，避免热轧后增加固溶处理对复合板冲击韧性的影响。

Description

抑制合金元素偏聚导致的晶界腐蚀的方法
技术领域
本发明属于金属材料领域，具体涉及一种抑制合金元素偏聚导致的晶界腐蚀的方法。
背景技术
异质金属层状复合材料是兼具基材及覆层材料性能和成本优势的新型层状复合材料，广泛应用于能源、交通、海洋以及航空航天领域。随着清洁能源天然气的应用领域拓展，具有耐H2S、CO2等复杂介质腐蚀能力的镍基合金/碳钢复合材料的需求量不断扩大。
晶界腐蚀是影响镍基合金复合材料耐腐蚀能力的重要因素。晶界处含Cr碳化物析出对镍基合金复合材料耐蚀能力的影响已为人们所认识，国内外均有大量专利从碳钢基材成分控制的角度提高复合材料的耐蚀性，使含Cr碳化物的晶界析出得到解决。但是，即使晶界碳化物析出得到控制，耐蚀合金复合材料耐晶界腐蚀能力仍然没有得到根本改善。造成这种状况的关键原因是：Mo、Nb等合金元素在耐蚀合金晶界处的偏聚同样会降低复合板的耐腐蚀性能。
在采用热轧复合法制备镍基合金/碳钢复合材料过程中，复合板的复合轧制温度区间为：1150℃-800℃，正好与镍基合金的敏化温度区间1000℃-550℃部分重合。因此，复合材料制备过程中，不可避免会导致Mo、Nb等合金元素在晶界处偏聚，如图1所示。
偏聚在晶界处的合金元素可以改变材料不同区域的极化曲线，使耐蚀合金晶界处的过钝化区移向电极电位，导致晶界处的钝化区缩小，如图2所示，因而造成复合板的耐晶界腐蚀能力降低。
目前解决这一问题的技术手段仍然是在轧制复合后增加固溶处理工序。但是，固溶处理容易恶化碳钢基材的冲击韧性。因此，如何解决耐蚀性与机械性能在制造工艺上的矛盾，仍然是镍基合金复合板所面临的重要基础问题。
发明内容
本发明的目的是提供抑制合金元素偏聚导致的晶界腐蚀的方法，能够避免热轧后增加固溶处理对复合板冲击韧性的影响。
本发明所采用的技术方案是：
一种抑制合金元素偏聚导致的晶界腐蚀的方法，以钢为基材、镍基合金为覆材制备异质金属层状复合材料时，在镍基合金再结晶温度以下温度进行轧制变形，改善合金元素在镍基合金中的分布，抑制合金元素偏聚所导致的晶界腐蚀，提升直接轧制镍基合金/钢复合板的耐蚀性能，避免热轧后增加固溶处理对复合板冲击韧性的影响。
进一步地，在镍基合金再结晶温度以下温度进行轧制变形改善合金元素在镍基合金中的分布时，在镍基合金晶粒内引入位错，并在位错中心形成低能位，在位错作用下，再结晶过程中，由于溶质原子拖拽效应偏聚在晶界处的包含Mo、Nb在内的合金元素开始由晶界向晶粒内移动，从而抑制合金元素在晶界的偏聚。
进一步地，在镍基合金再结晶温度以下温度进行5％-30％的轧制变形。
进一步地，基材为碳钢。
进一步地，覆材包括Inconel625合金、Inconel825合金。
本发明的有益效果是：
该方抑制合金元素偏聚所导致的晶界腐蚀，提升直接轧制镍基合金/钢复合板的耐蚀性能，避免后续增加固溶处理对复合板冲击韧性的影响。
附图说明
图1是采用传统方法下再结晶时合金元素在晶界的偏聚情况示意图。
图2是采用传统方法下合金元素对晶界极化曲线的影响示意图。
图3是采用本方法下位错密度对合金元素偏聚改善示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
本发明提供一种抑制合金元素偏聚导致的晶界腐蚀的方法，以钢为基层、镍基合金为覆层制备异质金属层状复合材料时，在镍基合金再结晶温度以下温度进行一定比例的轧制变形，在镍基合金晶粒内引入位错，使镍基合金晶粒内的位错中心形成低能位，在位错作用下，再结晶过程中，由于溶质原子拖拽效应偏聚在晶界处的包含Mo、Nb在内的合金元素从晶界向晶粒内移动，从而抑制合金元素在晶界的偏聚。具体实施例如下：
实例1：625合金/X70管线钢制备，包括步骤如下：
(1)复合板制坯，加热至1150℃-1250℃开始轧制；
(2)热轧复合轧制，且轧程总压缩比不低于80％，轧制速度不低于50m/min；
(3)在总压缩比中，900℃以上温度的压缩比为总压缩比的70％-95％；
(4)在800℃至900℃的温度区间进行不少以1道次的轧制，且在这一温度区间的轧制压缩比为总压缩比的5％-30％范围，以在晶粒内引入一定数量的位错；
(5)将终轧温度控制在800℃至900℃之间；
(6)以10℃/s的冷却速率水冷至500℃；
(7)从500℃开始空冷至室温。
该方法抑制了金元素在晶界的偏聚，使合金元素在整个组织中的分布更为均匀，提升了热轧后异质金属层状复合材料耐晶界腐蚀能力，避免了热轧后增加固溶工序对基材冲击韧性的影响。
在本实施例中，基材为碳钢，当然也可以采用其它类型的钢材；覆材采用Inconel625合金，当然也可以采用其它类型的镍基合金，如Inconel825合金等。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种抑制合金元素偏聚导致的晶界腐蚀的方法，其特征在于：以钢为基材、镍基合金为覆材制备异质金属层状复合材料，轧制变形时，加热至1150℃-1250℃开始轧制，且轧程总压缩比不低于80％，轧制速度不低于50m/min，在总压缩比中，900℃以上温度的压缩比为总压缩比的70％-95％，在800℃至900℃的温度区间进行不少以1道次的轧制，且在800℃至900℃的温度区间的轧制压缩比为总压缩比的5％-30％范围，以在晶粒内引入一定数量的位错，将终轧温度控制在800℃至900℃之间；其中，在800℃至900℃的温度区间进行轧制时，是在镍基合金再结晶温度以下温度进行轧制变形，改善合金元素在镍基合金中的分布，抑制合金元素偏聚所导致的晶界腐蚀，提升直接轧制镍基合金/钢复合板的耐蚀性能，避免热轧后增加固溶处理对复合板冲击韧性的影响。
2.如权利要求1所述的抑制合金元素偏聚导致的晶界腐蚀的方法，其特征在于：在镍基合金再结晶温度以下温度进行轧制变形改善合金元素在镍基合金中的分布时，在镍基合金晶粒内引入位错，并在位错中心形成低能位，在位错作用下，再结晶过程中，由于溶质原子拖拽效应偏聚在晶界处的包含Mo、Nb在内的合金元素开始由晶界向晶粒内移动，从而抑制合金元素在晶界的偏聚。
3.如权利要求1或2任一所述的抑制合金元素偏聚导致的晶界腐蚀的方法，其特征在于：基材为碳钢。
4.如权利要求1或2任一所述的抑制合金元素偏聚导致的晶界腐蚀的方法，其特征在于：覆材包括Inconel625合金、Inconel825合金。
CN202011004538.1A 2020-09-22 2020-09-22 抑制合金元素偏聚导致的晶界腐蚀的方法 Active CN112078201B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011004538.1A CN112078201B (zh) 2020-09-22 2020-09-22 抑制合金元素偏聚导致的晶界腐蚀的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011004538.1A CN112078201B (zh) 2020-09-22 2020-09-22 抑制合金元素偏聚导致的晶界腐蚀的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112078201A CN112078201A (zh) 2020-12-15
CN112078201B true CN112078201B (zh) 2022-10-25

Family

ID=73739561

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011004538.1A Active CN112078201B (zh) 2020-09-22 2020-09-22 抑制合金元素偏聚导致的晶界腐蚀的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112078201B (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101381854A (zh) * 2008-10-30 2009-03-11 北京科技大学 低碳高铌含量的贝氏体高强钢中厚板生产方法
CN102861981A (zh) * 2004-06-10 2013-01-09 Ati资产公司 包层合金基片及其制备方法
CN104525611A (zh) * 2014-11-29 2015-04-22 首钢总公司 一种镍铬合金与碳钢复合板及其生产方法
CN108950309A (zh) * 2018-09-10 2018-12-07 舞阳钢铁有限责任公司 一种提高奥氏体不锈钢复合板晶界腐蚀性能的方法
CN109694989A (zh) * 2017-10-20 2019-04-30 鞍钢股份有限公司 一种825/x70镍基合金复合板及其生产方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102861981A (zh) * 2004-06-10 2013-01-09 Ati资产公司 包层合金基片及其制备方法
CN101381854A (zh) * 2008-10-30 2009-03-11 北京科技大学 低碳高铌含量的贝氏体高强钢中厚板生产方法
CN104525611A (zh) * 2014-11-29 2015-04-22 首钢总公司 一种镍铬合金与碳钢复合板及其生产方法
CN109694989A (zh) * 2017-10-20 2019-04-30 鞍钢股份有限公司 一种825/x70镍基合金复合板及其生产方法
CN108950309A (zh) * 2018-09-10 2018-12-07 舞阳钢铁有限责任公司 一种提高奥氏体不锈钢复合板晶界腐蚀性能的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN112078201A (zh) 2020-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101161847B (zh) 高韧性热煨弯管用钢及其热轧平板的生产方法
CN104831182A (zh) 一种低屈强比抗hic及抗ssccx70管线钢板及其制造方法
WO2023241666A1 (zh) 一种具有高耐候性能的高强度热轧带钢及其制造方法
CN114807741B (zh) 一种基于碳化物析出提高奥氏体不锈钢性能的方法
CN105132822A (zh) 一种耐co2腐蚀性能优异的管线钢及生产方法
CN112078201B (zh) 抑制合金元素偏聚导致的晶界腐蚀的方法
CN107385326B (zh) 一种超细晶粒宽厚管线钢板的生产工艺
CN115029528B (zh) 储氢用低铁素体热轧不锈钢中板及其制备方法和用途
CN112222187B (zh) 高冲击韧性镍基合金复合材料的制备方法
JP2024506596A (ja) 高温ホーロー用低コスト熱延鋼板及びその製造方法
JP3293378B2 (ja) 耐火性を有し溶接性に優れ、板厚方向の強度変化の少ないフランジ厚さ８０ｍｍ以上の建築向け高強度極厚圧延Ｈ形鋼の製造方法
JP4267284B2 (ja) 曲げ加工性に優れたＡｌ−Ｍｇ系合金圧延板調質材
KR101543897B1 (ko) 파이프 조관 후 강도 하락이 없는 열연강판 및 그 제조방법
WO2023241665A1 (zh) 一种具有高耐候性能的高强度高塑性热轧带钢及其制造方法
JPH04358026A (ja) 細粒化組織の低合金シームレス鋼管の製造法
JPH09296216A (ja) 耐水素誘起割れ性に優れた高強度鋼板の製造方法
JP2807592B2 (ja) 耐脆性破壊特性の良好な構造用鋼板の製造方法
CN115323261B (zh) 一种调质型抗酸管线用钢板及其制造方法
JPH05202444A (ja) 低温靭性の良い鋼板およびその製造方法
JPS601930B2 (ja) 高炭素合金鋼線材の製造方法
JPH06179921A (ja) 高温強度および成形加工性の優れたフェライト系ステンレス鋼薄板の製造方法
JPS624450B2 (zh)
KR100782748B1 (ko) 초미세 페라이트 조직을 갖는 강 및 그 제조 방법
JP2001262225A (ja) 極厚ｈ形鋼の製造方法
CN117737610A (zh) 一种耐蚀性的高强管线钢及其制备方法

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