CN115369289B - 一种水下流量计用Inconel 625锻件及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种水下流量计用Inconel 625锻件，其包括以下质量配比计的成分：Cr:20.00％‑23.50％；Mo:8.00％‑10.00％；Nb:3.15％‑4.15％；C:≤0.10％；Mn:≤0.50％；P:≤0.015％；S:≤0.015％；Si:≤0.50％；Fe:≤5.0％；Ta:≤0.20％；Ni:≥58.00％；Cu:≤0.1％；Ti:≤0.40％；Al:≤0.40％；Co:≤1.00％，余量为不可避免的杂质。本发明还提供了上述锻件的制备方法，包括真空感应熔炼、电渣重熔、锻造加热以及固溶热处理；通过本发明制备得到的锻件机械性能、抗腐蚀性能好，同时制备方法工艺高效，具有较高的商用价值与推广价值。
Description
技术领域
本发明涉及特种合金技术领域，具体而言，涉及一种水下流量计用Inconel 625锻件及其制备方法。
背景技术
Inconel 625是一种在600基础上发展而来的固溶强化型的耐热合金,这种合金有较高的高温强度同时兼备出色的加工性能、对氧化还原介质都具备优秀抗腐蚀能力。
Inconel 625具有优秀的抗点腐蚀和缝隙腐蚀的能力，并且不会产生由于氯化物引起的应力腐蚀开裂，其制造的产品涉及棒、法兰锻件、管、板等，被广泛运用于化工、深海开采等领域。在API6A标准中625合金材料等级定义为最高的HH级，锻件等级定义较高PSL3级。作为海上钻井平台采油树装备部件，本体和文丘里锻件是深海流量计装置的重要组成部分。对锻件的深海抗压、抗冲击、抗腐蚀都提出相当高的而要求。以往此类锻件由意大利FORONI公司、挪威的AKER公司通过斯伦贝谢、贝克休斯等供油田服务公司进口给中海油公司。
然而目前常规技术生产的Inconel 625锻件生产效率一般，且制备得到的Inconel625锻件力学性能也比较一般，随着国家南海开采力度的增大以及国内海默科技等公司水下流量计的实现国产化，锻件材料的国产化迫在眉睫。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种水下流量计用Inconel 625锻件，以解决常规锻件力学性能一般的问题。
为解决上述问题，本发明提供了一种水下流量计用Inconel 625锻件，包括以下质量配比计的成分：Cr:20.00％-23.50％；Mo:8.00％-10.00％；Nb:3.15％-4.15％；C:≤0.10％；Mn:≤0.50％；P:≤0.015％；S:≤0.015％；Si:≤0.50％；Fe:≤5.0％；Ta:≤0.20％；Ni:≥58.00％；Cu:≤0.1％；Ti:≤0.40％；Al:≤0.40％；Co:≤1.00％，余量为不可避免的杂质。
作为优选的方案，包括以下质量配比计的成分：Cr:22.00％-23.00％；Mo:8.50％-9.50％；Nb:3.50％-3.70％；C:≤0.035％；Mn:≤0.10％；P:≤0.008％；S:≤0.005％；Si:≤0.15％；Fe:≤0.50％；Ta:≤0.10％；Ni:≥60.00％；Cu:≤0.05％；Ti:0.1％-0.2％；Al:0.1％-0.2％；Co:≤0.50％，余量为不可避免的杂质。
本发明要解决的另一个技术问题是：提供上述水下流量计用Inconel625锻件的制备方法，以解决目前常规制备方法制备效率低的问题。
为了解决上述问题，本发明提供了上述水下流量计用Inconel 625锻件的制备方法，包括以下步骤：
S1：真空感应熔炼：
S11：熔化：依次加入光电碳、钼条、电解镍以及金属铬至熔炉中进行熔炼，控制熔炉内真空抽气阀抽气至炉内真空度≤50Pa，并进行搅拌，待熔炉中原料熔清前加入金属铌；
S12：精炼：在所述步骤S11处理后的熔炉中进一步地加入铝块、钛板以及金属铬，继续搅拌熔炉内原料，待钢液液面平静后测温，并将钢液温度控制在1590±10℃，控制熔炉内真空抽气阀抽气至熔炉内真空度≤10Pa，开始精炼，控制精炼的时间为30-60min，结束精炼；
S13：合金化：关闭真空抽气阀，向所述步骤S12精炼后的熔炉内加入铝块、金属钛，对钢液进行搅拌，对熔炉内钢液冲入氩气至30000Pa以上，加入镍镁合金，得到混合后的钢液；
S14：浇铸：将所述步骤S13处理后的钢液调整至温度1530±10℃后出钢，浇铸电极后保持真空；
S15：冷却：待S14浇铸后的电极冷却后脱模；
S2：电渣重熔：将所述步骤S15脱模后得到的电极研磨后通电进行电渣重熔得到电渣锭；
S3：锻造加热：将所述步骤S2得到的电渣锭进行锻造加热处理得到锻件，所述加热处理包括将所述电渣锭升温至1100±10℃后保温以及将所述电渣锭升温至1180±10，随后进行锻造；
S4：固溶热处理：将所述步骤S3锻造加热后得到的锻件进行固溶热处理，随后出炉水冷处理，得到水下流量计用Inconel 625锻件。
作为优选的方案，所述步骤S12中，所述精炼的时间为40分钟；且所述结束精炼后还包括：降低所述熔炉功率，使钢液面轻微结膜并倾炉150度，从而使气体易于排除和使成分均匀。
作为优选的方案，所述步骤S14中，所述浇铸电极的直径为360mm；所述步骤S2中，所述电渣锭的直径为480mm，所述电渣重熔的渣系质量配比为：CaF2:Al2O3:CgO:MgO:TiO2＝48:22:20:5:3，且渣量为80Kg,渣系经预熔渣800℃×4小时后使用；
作为优选的方案，所述步骤S15中，所述冷却包括炉冷与模冷，所述炉冷包括：将所述步骤S14得到的电极出钢后，在真空下冷却40分钟；所述模冷的时间大于等于20小时。
作为优选的方案，所述步骤S2中，所述电渣重熔包括化渣阶段、起弧阶段、稳态阶段以及补缩阶段；
所述化渣阶段的条件为：二次侧电流：2500-4000A，二次侧电压：50-55V，时间≥30min；
所述起弧阶段的条件为：二次侧电流：4500-8000A，二次侧电压：56-60V，时间≥60min；
所述稳态阶段的条件为：二次侧电流：8500-10000A，二次侧电压：58-62V，按5～6kg/min；
所述补缩阶段的条件为：二次侧电流：10000-5000A，二次侧电压：60-52V，时间≥45min。
作为优选的方案，所述步骤S3中，所述锻造加热处理包括：控制装炉温度小于等于350℃，将电渣锭第一次升温至600±10℃，初次保温后进行第二次升温至900±10℃，第二次保温后第三次升温至1100±10℃，第三次保温后进行第四次升温至1180±10℃，第四次保温后降温至1160±10℃进行第五次保温，随后进行锻造；所述第一次升温、第一次保温、第二次升温、第二次保温的时间均为3小时；所述第三次升温的时间为2小时；所述第三次保温与第四次保温的时间为24小时；所述第四次升温的时间为1小时；所述第五次保温的时间为3小时。
作为优选的方案，所述步骤S3中，所述随后进行锻造包括：开坯、镦粗、压扁、拔长、倒棱以及滚圆，且所述开坯的温度≥1050℃，所述拔长的停锻温度≥930℃，所述镦粗与所述压扁阶段的停锻温度≥950℃；所述开坯与所述镦粗后将所述锻件回炉至1160℃保温1小时；所述压扁、拔长与倒棱后将所述锻件分别回炉至1120℃保温1小时、40分钟、30分钟。
作为优选的方案，所述步骤S4中，所述固溶热处理的条件为：控制装炉温度小于等于300℃，将所述步骤S3锻造后的锻件装炉，以小于150℃/小时的升温速度升温，待锻件升温至1180±10℃后进行保温，保温的时间为2小时，随后出炉水冷处理，所述水冷处理的水温小于等于40℃。
本发明提供了一种机械性能、抗腐蚀性能强的水下流量计用Inconel625锻件，并且本发明还提供了上述锻件的制备方法，工艺简单，制备效率高，无需苛刻的反应条件。
附图说明
图1为本发明水下流量计用Inconel 625锻件的锻造流程图；
图2为本发明水下流量计用Inconel 625锻件的本体结构透视图；
图3为本发明水下流量计用Inconel 625锻件的锻造加热热处理工艺图；
图4为本发明水下流量计用Inconel 625锻件的固溶工艺曲线图；
图5为本发明水下流量计用Inconel 625锻件的取样图。
具体实施方式
下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面实施例重未注明具体条件的试验方法，按常规方式和条件，按照商品说明书选择。
本发明下列实施例中运用的检测设备有SPECTROMAX直读光谱仪、LECO氮氢氧分析仪、英之诚碳硫分析仪、带低温槽的SANS摆锤冲击试验机和带环境箱的SANS电子万能拉伸机、带ZEISS镜头的Leica光学显微镜、蔡康光学洛氏硬度计、自制腐蚀装置。
本发明提供了一种水下流量计用Inconel 625锻件，包括以下质量配比计的成分：Cr:20.00％-23.50％；Mo:8.00％-10.00％；Nb:3.15％-4.15％；C:≤0.10％；Mn:≤0.50％；P:≤0.015％；S:≤0.015％；Si:≤0.50％；Fe:≤5.0％；Ta:≤0.20％；Ni:≥58.00％；Cu:≤0.1％；Ti:≤0.40％；Al:≤0.40％；Co:≤1.00％，余量为不可避免的杂质。
优选的，包括以下质量配比计的成分：Cr:22.00％-23.00％；Mo:8.50％-9.50％；Nb:3.50％-3.70％；C:≤0.035％；Mn:≤0.10％；P:≤0.008％；S:≤0.005％；Si:≤0.15％；Fe:≤0.50％；Ta:≤0.10％；Ni:≥60.00％；Cu:≤0.05％；Ti:0.1％-0.2％；Al:0.1％-0.2％；Co:≤0.50％，余量为不可避免的杂质。
本发明还提供了上述水下流量计用Inconel 625锻件的制备方法，包括以下步骤：
S1：真空感应熔炼：
S11：熔化：依次加入光电碳、钼条、电解镍以及金属铬至熔炉中进行熔炼，控制熔炉内真空抽气阀抽气至炉内真空度≤50Pa，并进行搅拌，待熔炉中原料熔清前加入金属铌；
S12：精炼：在所述步骤S11处理后的熔炉中进一步地加入铝块、钛板以及金属铬，继续搅拌熔炉内原料，待钢液液面平静后测温，并将钢液温度控制在1590±10℃，控制熔炉内真空抽气阀抽气至熔炉内真空度≤10Pa，开始精炼，控制精炼的时间为30-60min，结束精炼；
S13：合金化：关闭真空抽气阀，向所述步骤S12精炼后的熔炉内加入铝块、金属钛，对钢液进行搅拌，对熔炉内钢液冲入氩气至30000Pa以上，加入镍镁合金，得到混合后的钢液；
S14：浇铸：将所述步骤S13处理后的钢液调整至温度1530±10℃后出钢，浇铸电极后保持真空；
S15：冷却：待S14浇铸后的电极冷却后脱模；
优选的，所述步骤S12中，所述精炼的时间为40分钟；且所述结束精炼后还包括：降低所述熔炉功率，使钢液面轻微结膜并倾炉150度，从而使气体易于排除和使成分均匀。
优选的，所述步骤S14中，所述浇铸电极的直径为360mm；所述步骤S2中，所述电渣锭的直径为480mm，所述电渣重熔的渣系质量配比为：CaF2:Al2O3:CgO:MgO:TiO2＝48:22:20:5:3，且渣量为80Kg,渣系经预熔渣800℃×4小时后使用；
优选的，所述步骤S15中，所述冷却包括炉冷与模冷，所述炉冷包括：将所述步骤S14得到的电极出钢后，在真空下冷却40分钟；所述模冷的时间大于等于20小时。
所述步骤S1真空感应熔炼包括以下要点：
表1：真空感应熔炼操作要点
随后对冷却后的Φ360mm感应电极尾部切除25mm作为同钢种启动板。电极表面研磨至全金属色，并用压缩空气吹净缩孔的残渣，水气，随后经200℃×4小时的预热，辅助电极焊接在缩孔端，检测焊缝质量合格后待用。
S2：电渣重熔：将所述步骤S15脱模后得到的电极研磨后通电进行电渣重熔得到电渣锭；
优选的，所述步骤S2中，所述电渣重熔包括化渣阶段、起弧阶段、稳态阶段以及补缩阶段；
所述化渣阶段、起弧阶段、稳态阶段以及补缩阶段的条件如下：
表3电渣重熔电制度配方
| 步骤 | 二次侧电流/A | 二次侧电压/V | 时间/min |
| 化渣阶段 | 2500-4000 | 50-55 | ≥30 |
| 起弧阶段 | 4500-8000 | 56-60 | ≥60 |
| 稳态阶段 | 8500-10000 | 58-62 | 按5-6kg/min控制 |
| 补缩阶段 | 10000-5000 | 60-52 | ≥45 |
S3：锻造加热：将所述步骤S2得到的电渣锭进行锻造加热处理得到锻件，所述加热处理包括将所述电渣锭升温至1100±10℃后保温以及将所述电渣锭升温至1180±10，随后进行锻造；
本发明的热处理锻造中，成型采用4000吨液压机自由锻，电渣锭经表面处理后在室氏炉内进行锻造加热。电渣锭开坯前需经过一段1100℃×24h+1180℃×24h的高温均匀化处理使Nb、Mo等高偏析元素扩散，随后降至常规锻造温度。选择两段温度均匀化主要是鉴于LAVES相的溶解温度在950℃以上，但是LAVS相的初始熔化温度在1180℃左右，开始过高的均匀化温度会使LAVES相提前形成液相，使材料基体形成空洞，另外液相中的扩散速度也远远不如固相，所以采用先溶解LAVES相再高温增加扩散速度的工艺设计思路。
优选的，所述步骤S3中，所述锻造加热处理包括：控制装炉温度小于等于350℃，将电渣锭第一次升温至600±10℃，初次保温后进行第二次升温至900±10℃，第二次保温后第三次升温至1100±10℃，第三次保温后进行第四次升温至1180±10℃，第四次保温后降温至1160±10℃进行第五次保温，随后进行锻造；所述第一次升温、第一次保温、第二次升温、第二次保温的时间均为3小时；所述第三次升温的时间为2小时；所述第三次保温与第四次保温的时间为24小时；所述第四次升温的时间为1小时；所述第五次保温的时间为3小时，具体的热处理图如图3所示。
优选的，所述步骤S3中，所述随后进行锻造包括：开坯、镦粗、压扁、拔长、倒棱以及滚圆，且所述开坯的温度≥1050℃，所述拔长的停锻温度≥930℃，所述镦粗与所述压扁阶段的停锻温度≥950℃；所述开坯与所述镦粗后将所述锻件回炉至1160℃保温1小时；所述压扁、拔长与倒棱后将所述锻件分别回炉至1120℃保温1小时、40分钟、30分钟，具体的锻造流程示意图如图1所示，锻造后所得锻件如图2所示；
锻造的要点如下表所示：
表4锻造工艺
S4：固溶热处理：将所述步骤S3锻造加热后得到的锻件进行固溶热处理，随后出炉水冷处理，得到水下流量计用Inconel 625锻件。
具体包括：在所述步骤S3处理的基础上进一步地粗车后做品质热处理，工件应放在炉膛有效加热区域之内，这样有助于热传导和热辐射作用。为确保工艺严谨，应采用外接热电偶测试工件温度，外接热电偶分别接在锻件内外表面，品质热处理的保温时间指料温到后时间。工艺固溶完应迅速入水，冷却水池温度≤40℃。
优选的，所述步骤S4中，所述固溶热处理的条件为：控制装炉温度小于等于300℃，将所述步骤S3锻造后的锻件装炉，以小于150℃/小时的升温速度升温，待锻件升温至1180±10℃后进行保温，保温的时间为2小时，随后出炉水冷处理，所述水冷处理的水温小于等于40℃。固溶热处理的曲线图如图4所示。
实施例1：
本实施例提供了一种水下流量计用Inconel 625锻件，包括以下质量配比计的成分：Cr:20.00％；Mo:8.00％；Nb:3.15％；C:≤0.10％；Mn:≤0.50％；P:≤0.015％；S:≤0.015％；Si:≤0.50％；Fe:≤5.0％；Ta:≤0.20％；Cu:≤0.1％；Ti:≤0.40％；Al:≤0.40％；Co:≤1.00％，余量Ni以及为不可避免的杂质，且Ni:≥58.00％。
本实施例还提供了一种所述水下流量计用Inconel 625锻件的制备方法，包括以下步骤：
S1：真空感应熔炼：
S11：熔化：依次加入光电碳、钼条、电解镍以及金属铬至熔炉中进行熔炼，控制熔炉内真空抽气阀抽气至炉内真空度≤50Pa，并进行搅拌，待熔炉中原料熔清前加入金属铌；
S12：精炼：在所述步骤S11处理后的熔炉中进一步地加入铝块、钛板以及金属铬，继续搅拌熔炉内原料，待钢液液面平静后测温，并将钢液温度控制在1580℃，控制熔炉内真空抽气阀抽气至熔炉内真空度≤10Pa，开始精炼，控制精炼的时间为30min，结束精炼，降低所述熔炉功率，使钢液面轻微结膜并倾炉150度，从而使气体易于排除和使成分均匀。
S13：合金化：关闭真空抽气阀，向所述步骤S12精炼后的熔炉内加入铝块、金属钛，对钢液进行搅拌，对熔炉内钢液冲入氩气至30000Pa以上，加入镍镁合金，得到混合后的钢液；
S14：浇铸：将所述步骤S13处理后的钢液调整至温度1520℃后出钢，浇铸直径为360mm的电极后保持真空；
S15：冷却：待S14浇铸后的电极出钢停电后，在真空下冷却40分钟方可破真空开启炉盖；模冷时间≥20小时后脱模。
S2：电渣重熔：将所述步骤S15脱模后得到的电极研磨后通电进行电渣重熔得到电渣锭，所述电渣锭的直径为480mm，所述电渣重熔的渣系质量配比为：CaF2:Al2O3:CgO:MgO:TiO2＝48:22:20:5:3，且渣量为80Kg,渣系经预熔渣800℃×4小时后使用；所述电渣重熔包括化渣阶段、起弧阶段、稳态阶段以及补缩阶段；所述化渣阶段的条件为：二次侧电流：2500A，二次侧电压：50V，时间≥30min；所述起弧阶段的条件为：二次侧电流：2500A，二次侧电压：50V，时间≥30min；所述稳态阶段的条件为：二次侧电流：2500A，二次侧电压：50V，时间≥30min；所述补缩阶段的条件为：二次侧电流：2500A，二次侧电压：50V，时间≥30min。
S3：锻造加热：将所述步骤S2得到的电渣锭进行锻造加热处理得到锻件，所述加热处理包括将所述电渣锭升温至1090℃后保温以及将所述电渣锭升温至1170℃，随后进行锻造；
所述锻造加热处理包括：控制装炉温度小于等于350℃，将电渣锭第一次升温至590℃，初次保温后进行第二次升温至890℃，第二次保温后第三次升温至1090℃，第三次保温后进行第四次升温至1170℃，第四次保温后降温至1150℃进行第五次保温，随后进行锻造；所述第一次升温、第一次保温、第二次升温、第二次保温的时间均为3小时；所述第三次升温的时间为2小时；所述第三次保温与第四次保温的时间为24小时；所述第四次升温的时间为1小时；所述第五次保温的时间为3小时；
所述随后进行锻造包括：开坯、镦粗、压扁、拔长、倒棱以及滚圆，且所述开坯的温度≥1050℃，所述拔长的停锻温度≥930℃，所述镦粗与所述压扁阶段的停锻温度≥950℃；所述开坯与所述镦粗后将所述锻件回炉至1160℃保温1小时；所述压扁、拔长与倒棱后将所述锻件分别回炉至1120℃保温1小时、40分钟、30分钟。
S4：固溶热处理：将所述步骤S3锻造加热后得到的锻件进行固溶热处理，随后出炉水冷处理，得到水下流量计用Inconel 625锻件。
所述固溶热处理的条件为：控制装炉温度小于等于300℃，将所述步骤S3锻造后的锻件装炉，以小于150℃/小时的升温速度升温，待锻件升温至1170℃后进行保温，保温的时间为2小时，随后出炉水冷处理，所述水冷处理的水温小于等于40℃。
实施例2：
本实施例提供了一种水下流量计用Inconel 625锻件，包括以下质量配比计的成分：Cr:23.50％；Mo:10.00％；Nb:4.15％；C:≤0.10％；Mn:≤0.50％；P:≤0.015％；S:≤0.015％；Si:≤0.50％；Fe:≤5.0％；Ta:≤0.20％；Cu:≤0.1％；Ti:≤0.40％；Al:≤0.40％；Co:≤1.00％，余量为Ni以及不可避免的杂质，且Ni:≥58.00％。
本实施例还提供了一种所述水下流量计用Inconel 625锻件的制备方法，包括以下步骤：
S1：真空感应熔炼：
S11：熔化：依次加入光电碳、钼条、电解镍以及金属铬至熔炉中进行熔炼，控制熔炉内真空抽气阀抽气至炉内真空度≤50Pa，并进行搅拌，待熔炉中原料熔清前加入金属铌；
S12：精炼：在所述步骤S11处理后的熔炉中进一步地加入铝块、钛板以及金属铬，继续搅拌熔炉内原料，待钢液液面平静后测温，并将钢液温度控制在1600℃，控制熔炉内真空抽气阀抽气至熔炉内真空度≤10Pa，开始精炼，控制精炼的时间为30min，结束精炼，降低所述熔炉功率，使钢液面轻微结膜并倾炉150度，从而使气体易于排除和使成分均匀。
S13：合金化：关闭真空抽气阀，向所述步骤S12精炼后的熔炉内加入铝块、金属钛，对钢液进行搅拌，对熔炉内钢液冲入氩气至30000Pa以上，加入镍镁合金，得到混合后的钢液；
S14：浇铸：将所述步骤S13处理后的钢液调整至温度1540℃后出钢，浇铸直径为360mm的电极后保持真空；
S15：冷却：待S14浇铸后的电极出钢停电后，在真空下冷却40分钟方可破真空开启炉盖；模冷时间≥20小时后脱模。
S2：电渣重熔：将所述步骤S15脱模后得到的电极研磨后通电进行电渣重熔得到电渣锭，所述电渣锭的直径为480mm，所述电渣重熔的渣系质量配比为：CaF2:Al2O3:CgO:MgO:TiO2＝48:22:20:5:3，且渣量为80Kg,渣系经预熔渣800℃×4小时后使用；所述电渣重熔包括化渣阶段、起弧阶段、稳态阶段以及补缩阶段；所述化渣阶段的条件为：二次侧电流：2500-4000A，二次侧电压：55V，时间≥30min；所述起弧阶段的条件为：二次侧电流：4000A，二次侧电压：55V，时间≥30min；所述稳态阶段的条件为：二次侧电流：4000A，二次侧电压：55V，时间≥30min；所述补缩阶段的条件为：二次侧电流：4000A，二次侧电压：55V，时间≥30min。
S3：锻造加热：将所述步骤S2得到的电渣锭进行锻造加热处理得到锻件，所述加热处理包括将所述电渣锭升温至1110℃后保温以及将所述电渣锭升温至1190℃，随后进行锻造；
所述锻造加热处理包括：控制装炉温度小于等于350℃，将电渣锭第一次升温至610℃，初次保温后进行第二次升温至910℃，第二次保温后第三次升温至1110℃，第三次保温后进行第四次升温至1190℃，第四次保温后降温至1170℃进行第五次保温，随后进行锻造；所述第一次升温、第一次保温、第二次升温、第二次保温的时间均为3小时；所述第三次升温的时间为2小时；所述第三次保温与第四次保温的时间为24小时；所述第四次升温的时间为1小时；所述第五次保温的时间为3小时；
所述随后进行锻造包括：开坯、镦粗、压扁、拔长、倒棱以及滚圆，且所述开坯的温度≥1050℃，所述拔长的停锻温度≥930℃，所述镦粗与所述压扁阶段的停锻温度≥950℃；所述开坯与所述镦粗后将所述锻件回炉至1160℃保温1小时；所述压扁、拔长与倒棱后将所述锻件分别回炉至1120℃保温1小时、40分钟、30分钟。
S4：固溶热处理：将所述步骤S3锻造加热后得到的锻件进行固溶热处理，随后出炉水冷处理，得到水下流量计用Inconel 625锻件。
所述固溶热处理的条件为：控制装炉温度小于等于300℃，将所述步骤S3锻造后的锻件装炉，以小于150℃/小时的升温速度升温，待锻件升温至1190℃后进行保温，保温的时间为2小时，随后出炉水冷处理，所述水冷处理的水温小于等于40℃。
实施例3：
本实施例提供了一种水下流量计用Inconel 625锻件，包括以下质量配比计的成分：Cr:22.00％；Mo:8.93％；Nb:3.60％；C:0.022％；Mn:0.0048％；P:0.006％；S:0.001％；Si:0.077％；Fe:0.11％；Ti:0.11％；Al:0.15％；Co:0.015％，Ni：64.59％；余量为Cu、Ta以及其他不可避免的杂质。
本实施例还提供了一种所述水下流量计用Inconel 625锻件的制备方法，包括以下步骤：
S1：真空感应熔炼：
S11：熔化：依次加入光电碳、钼条、电解镍以及金属铬至熔炉中进行熔炼，控制熔炉内真空抽气阀抽气至炉内真空度≤50Pa，并进行搅拌，待熔炉中原料熔清前加入金属铌；
S12：精炼：在所述步骤S11处理后的熔炉中进一步地加入铝块、钛板以及金属铬，继续搅拌熔炉内原料，待钢液液面平静后测温，并将钢液温度控制在1590℃，控制熔炉内真空抽气阀抽气至熔炉内真空度≤10Pa，开始精炼，控制精炼的时间为30min，结束精炼，降低所述熔炉功率，使钢液面轻微结膜并倾炉150度，从而使气体易于排除和使成分均匀。
S13：合金化：关闭真空抽气阀，向所述步骤S12精炼后的熔炉内加入铝块、金属钛，对钢液进行搅拌，对熔炉内钢液冲入氩气至30000Pa以上，加入镍镁合金，得到混合后的钢液；
S14：浇铸：将所述步骤S13处理后的钢液调整至温度1530±10℃后出钢，浇铸直径为360mm的电极后保持真空；
S15：冷却：待S14浇铸后的电极出钢停电后，在真空下冷却40分钟方可破真空开启炉盖；模冷时间≥20小时后脱模。
实施例3炉内的原料实测成分如下表：
表5真空感应锭实测成分
S2：电渣重熔：将所述步骤S15脱模后得到的电极研磨后通电进行电渣重熔得到电渣锭，所述电渣锭的直径为480mm，所述电渣重熔的渣系质量配比为：CaF2:Al2O3:CgO:MgO:TiO2＝48:22:20:5:3，且渣量为80Kg,渣系经预熔渣800℃×4小时后使用；所述电渣重熔包括化渣阶段、起弧阶段、稳态阶段以及补缩阶段；所述化渣阶段的条件为：二次侧电流：3000A，二次侧电压：53V，时间≥30min；所述起弧阶段的条件为：二次侧电流：3000A，二次侧电压：53V，时间≥30min；所述稳态阶段的条件为：二次侧电流：3000A，二次侧电压：53V，时间≥30min；所述补缩阶段的条件为：二次侧电流：3000A，二次侧电压：53V，时间≥30min。
电渣重熔后，成份基本不变，其中微量元素变化应归因为分析误差。具体成分含量如下表所示：
表6电渣锭实测成分
S3：锻造加热：将所述步骤S2得到的电渣锭进行锻造加热处理得到锻件，所述加热处理包括将所述电渣锭升温至1100℃后保温以及将所述电渣锭升温至1180℃，随后进行锻造；
所述锻造加热处理包括：控制装炉温度小于等于350℃，将电渣锭第一次升温至600℃，初次保温后进行第二次升温至900℃，第二次保温后第三次升温至1100℃，第三次保温后进行第四次升温至1180℃，第四次保温后降温至1160℃进行第五次保温，随后进行锻造；所述第一次升温、第一次保温、第二次升温、第二次保温的时间均为3小时；所述第三次升温的时间为2小时；所述第三次保温与第四次保温的时间为24小时；所述第四次升温的时间为1小时；所述第五次保温的时间为3小时；
所述随后进行锻造包括：开坯、镦粗、压扁、拔长、倒棱以及滚圆，且所述开坯的温度≥1050℃，所述拔长的停锻温度≥930℃，所述镦粗与所述压扁阶段的停锻温度≥950℃；所述开坯与所述镦粗后将所述锻件回炉至1160℃保温1小时；所述压扁、拔长与倒棱后将所述锻件分别回炉至1120℃保温1小时、40分钟、30分钟。
S4：固溶热处理：将所述步骤S3锻造加热后得到的锻件进行固溶热处理，随后出炉水冷处理，得到水下流量计用Inconel 625锻件。
所述固溶热处理的条件为：控制装炉温度小于等于300℃，将所述步骤S3锻造后的锻件装炉，以小于150℃/小时的升温速度升温，待锻件升温至1180℃后进行保温，保温的时间为2小时，随后出炉水冷处理，所述水冷处理的水温小于等于40℃。
对上述实施例3制备得到的Inconel 625锻件进行取样，取样的位置示意图如图5和表7所示。
表7：试样清单
Inconel 625锻件的理化检测严格按照《水下产品用镍基锻件采购规范》要求执行。委托具备ISO17025资格的实验室进行第三方检测。
以下为测试的标准和结果：
1.机械性能检测
为保证检测数据的可靠性，机械性能毛坯试样应取自Inconel625工件延长段或者同尺寸的破坏性首件牺牲件上。机械性能的试验应依据ASTM A370执行，要求见表8。
表8机械性能检测要求
机械检测的检测结果如下表所示：
表9机械性能结果
2.金相检测
金相试样可单独沿纵向截取，也可用满足取样方向要求的拉伸试样残样制取。要求见表10。
表10金相能检测要求
表11金相试验结果
3.抗腐蚀性能测试：将实施例3中的锻件试样经G28 A法沸腾50％硫酸+50％硫酸铁腐蚀120小时1周期的腐蚀
表12：腐蚀测试数据
本发明上述实施例中，对于Inconel 625锻件的化学成分测试采用以下的方法以及标准：
表13化学成份检测要求
通过上述实施例，也是进一步地证明了，本发明提供了一种机械性能强、耐腐蚀性能好的Inconel 625锻件，并且同时提供了一种高效制备所述锻件的方法。
虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员，在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种水下流量计用Inconel 625锻件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：真空感应熔炼：
S11：熔化：依次加入光电碳、钼条、电解镍以及金属铬至熔炉中进行熔炼，控制熔炉内真空抽气阀抽气至炉内真空度≤50Pa，并进行搅拌，待熔炉中原料熔清前加入金属铌；
S12：精炼：在所述步骤S11处理后的熔炉中进一步地加入铝块、钛板以及金属铬，继续搅拌熔炉内原料，待钢液液面平静后测温，并将钢液温度控制在1590±10℃，控制熔炉内真空抽气阀抽气至熔炉内真空度≤10Pa，开始精炼，控制精炼的时间为30-60min，结束精炼；
S13：合金化：关闭真空抽气阀，向所述步骤S12精炼后的熔炉内加入铝块、金属钛，对钢液进行搅拌，对熔炉内钢液冲入氩气至30000Pa以上，加入镍镁合金，得到混合后的钢液；
S14：浇铸：将所述步骤S13处理后的钢液调整至温度1530±10℃后出钢，浇铸电极后保持真空；
S15：冷却：待S14浇铸后的电极冷却后脱模；
S2：电渣重熔：将所述步骤S15脱模后得到的电极研磨后通电进行电渣重熔得到电渣锭；
S3：锻造加热：将所述步骤S2得到的电渣锭进行锻造加热处理得到锻件，所述加热处理包括将所述电渣锭升温至1100±10℃后保温24小时以及将所述电渣锭升温至1180±10℃保温24小时，随后进行锻造；
S4：固溶热处理：将所述步骤S3锻造加热后得到的锻件进行固溶热处理，随后出炉水冷处理，得到水下流量计用Inconel 625锻件；所述步骤S4中，所述固溶热处理的条件为：控制装炉温度小于等于300℃，将所述步骤S3锻造后的锻件装炉，以小于150℃/小时的升温速度升温，待锻件升温至1180±10℃后进行保温，保温的时间为2小时，随后出炉水冷处理，所述水冷处理的水温小于等于40℃；
所述的水下流量计用Inconel 625锻件包括以下质量配比计的成分：Cr:22.00％-23.00％；Mo:8.50％-9.50％；Nb:3.50％-3.70％；C:≤0.035％；Mn:≤0.10％；P:≤0.008％；S:≤0.005％；Si:≤0.15％；Fe:≤0.50％；Ta:≤0.10％；Ni:≥60.00％；Cu:≤0.05％；Ti:0.1％-0.2％；Al:0.1％-0.2％；Co:≤0.50％，余量为不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述水下流量计用Inconel 625锻件的制备方法，其特征在于，所述步骤S12中，所述精炼的时间为40分钟；且所述结束精炼后还包括：降低所述熔炉功率，使钢液面轻微结膜并倾炉150度，从而使气体易于排除和使成分均匀。
3.根据权利要求1所述水下流量计用Inconel 625锻件的制备方法，其特征在于，所述步骤S14中，所述浇铸电极的直径为360mm；所述步骤S2中，所述电渣锭的直径为480mm，所述电渣重熔的渣系质量配比为：CaF2:Al2O3:CaO:MgO:TiO2＝48:22:20:5:3，且渣量为80Kg,渣系经预熔渣800℃×4小时后使用。
4.根据权利要求1所述水下流量计用Inconel 625锻件的制备方法，其特征在于，所述步骤S15中，所述冷却包括炉冷与模冷，所述炉冷包括：将所述步骤S14得到的电极出钢后，在真空下冷却40分钟；所述模冷的时间大于等于20小时。
5.根据权利要求1所述水下流量计用Inconel 625锻件的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述电渣重熔包括化渣阶段、起弧阶段、稳态阶段以及补缩阶段；
所述化渣阶段的条件为：二次侧电流：2500-4000A，二次侧电压：50-55V，时间≥30min；
所述起弧阶段的条件为：二次侧电流：4500-8000A，二次侧电压：56-60V，时间≥60min；
所述稳态阶段的条件为：二次侧电流：8500-10000A，二次侧电压：58-62V，按5～6kg/min；
所述补缩阶段的条件为：二次侧电流：10000-5000A，二次侧电压：60-52V，时间≥45min。
6.根据权利要求1所述水下流量计用Inconel 625锻件的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述锻造加热处理包括：控制装炉温度小于等于350℃，将电渣锭第一次升温至600±10℃，初次保温后进行第二次升温至900±10℃，第二次保温后第三次升温至1100±10℃，第三次保温后进行第四次升温至1180±10℃，第四次保温后降温至1160±10℃进行第五次保温，随后进行锻造；所述第一次升温、第一次保温、第二次升温、第二次保温的时间均为3小时；所述第三次升温的时间为2小时；所述第三次保温与第四次保温的时间为24小时；所述第四次升温的时间为1小时；所述第五次保温的时间为3小时。
7.根据权利要求1所述水下流量计用Inconel 625锻件的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述随后进行锻造包括：开坯、镦粗、压扁、拔长、倒棱以及滚圆，且所述开坯的温度≥1050℃，所述拔长的停锻温度≥930℃，所述镦粗与所述压扁阶段的停锻温度≥950℃；所述开坯与所述镦粗后将所述锻件回炉至1160℃保温1小时；所述压扁、拔长与倒棱后将所述锻件分别回炉至1120℃保温1小时、40分钟、30分钟。
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