CN116240429A - 一种含锆钛铁铬铝合金材料制造工艺 - Google Patents

一种含锆钛铁铬铝合金材料制造工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及合金技术领域，且公开了一种含锆钛铁铬铝合金材料，所述的合金的元素组成及各成分的重量百分比含量为：C≤0.015％；Si：0.20‑0.40％；Mn：0.30‑0.50％；P≤0.020％；S≤0.010％；Cr：20.0‑22.0％；AL：3.60‑4.50％；Zr：0.40‑0.75％；Ti：0.40‑0.6％；Ni≤0.2％；N≤0.02％；Mo≤0.02％；W≤0.020％，V≤0.020％，Co≤0.020％，其余为Ni，本发明，成分设计合理，特别是合理的控制锆元素的配入量，使得合金具有良好的耐蚀性，使其加工的产品可在具有腐蚀性的特殊环境下使用；同时直接采用真空锻造，可以使金属中的气体含量减到最少，可以防止金属被氧化，不需要后续的电渣重熔来提高金属纯度，极大的简化了制造工艺，降低了企业的成本。

Description

一种含锆钛铁铬铝合金材料制造工艺
技术领域
本发明涉及特种合金技术领域，特别是涉及一种含锆钛铁铬铝合金材料制造工艺。
背景技术
合金是宏观均匀，含有金属元素的多元化学物质，一般具有金属特性，任何元素均可采用作合金元素，但大量加入的仍是金属，组成合金的最基本的、独立的物质称组元，或简称为元，由两个组元组成的合金称为二元合金，由三个组元组成的合金称为三元合金，由三个以上组元组成的合金称为多元合金，固态下，合金可能呈单相亦可能呈复相的混合物。
现有的含锆钛铁铬铝合金在锻造后，金属中会含有气体，使其被氧化，需要进行电渣重熔，来提高金属纯度，制造工艺繁琐，成本高，同时锆钛铁铬铝合金中锆元素的配入量控制不好，会影响合金的耐腐蚀性能，使其加工出来的产品，由于耐腐蚀性较差，则不能满足具有腐蚀性的特殊环境中的使用。
发明内容
针对上述技术问题，本发明的目的是提供一种含锆钛铁铬铝合金材料制造工艺。
为达到本发明的目的，本发明的一种含锆钛铁铬铝合金材料，所述的合金的元素组成及各成分的重量百分比含量为：C≤0.015％；Si：0.20-0.40％；Mn：0.30-0.50％；P≤0.020％；S≤0.010％；Cr：20.0-22.0％；AL：3.60-4.50％；Zr：0.40-0.75％；Ti：0.40-0.6％；Ni≤0.2％；N≤0.02％；Mo≤0.02％；W≤0.020％，V≤0.020％，Co≤0.020％，其余为Ni。
优选地，所述的合金的元素组成及各成分的重量百分比含量为：C：0.012％；Si：0.30％；Mn：0.45％；P：0.020％；S：0.009％；Cr：21.3％；AL：3.65％；Zr：0.68％；Ti：0.47％；Ni：0.15％；N：0.01％；Mo：0.009％；W：0.011％；V：0.020％，Co：0.020％，其余为Ni。
优选地，所述的合金的元素组成及各成分的重量百分比含量为：C：0.010％；Si：0.35％；Mn：0.37％；P：0.010％；S：0.005％；Cr：21.7％；AL：4.22％；Zr：0.55％；Ti：0.55％；Ni：0.1％；N：0.014％；Mo：0.014％；W：0.019％，V：0.010％，Co：0.010％，其余为Ni。
优选地，所述的合金的元素组成及各成分的重量百分比含量为：C：0.014％；Si：0.22％；Mn：0.47％；P：0.120％；S：0.006％；Cr：20.5％；AL：4.14％；Zr：0.49％；Ti：0.53％；Ni：0.19％；N：0.009％；Mo：0.01％；W：0.017％，V：0.015％，Co：0.020％，其余为Ni。
一种含锆钛铁铬铝合金材料制造工艺，包括以下步骤：
a、真空冶炼真空冶炼：
(1)所有金属材料应符合质量标准，按照制度烘烤后使用，配料严格控制各元素的配入量；
(2)当前一炉严格控制碳含量带入，真空冶炼按焊丝冶炼工艺执行，严格控制碳含量带入，熔化期真空度小于8帕，精炼加Ni-Mg0.05％，稀土0.3kg一炉，Al、Ti、Zr小料加入应在精炼后停电结膜时脱氧用，并控制成分；
(3)精炼期真空度≤8Pa，采用不少于两次的高温瞬时精炼和一次低温长时精炼，提钢温到1620℃/1-2min，降钢温到1520℃(刚结膜冲膜状态)低温，精炼时间≥25min；
(4)精炼温度1600℃，全过程可不充氩气，出钢温度1640℃，浇注200Kg圆钢锭，浇注后期补缩充分，钢锭捂砂缓冷至100℃以下标识转锻造。
b、锻造：
(1)钢锭装炉，锻造加热温度1180-1220℃，保温应≥90min；
(2)开锻温度≥1100℃，终锻温度≥950℃，分火锻造52方；
(3)捂砂缓冷至室温。
c、热轧：
(1)加热制度1170℃-1200℃，保温45分钟；
(2)开轧温度≥1100℃，终轧温度≥900℃；
(3)轧制规格Φ14mm，定尺寸直条L＝4100mm。
d、剥皮：
Φ14.0mm棒材直条剥皮Φ12.0+0.5，-0mm，定尺L＝2000-5，+0mm/支。
采用本发明所设计的含锆钛铁铬铝合金材料及其制造工艺与现有技术相比，具有如下优点：
1.该种含锆钛铁铬铝合金材料制造工艺，直接采用真空锻造，可以使金属中的气体含量减到最少，可以防止金属被氧化，不需要后续的电渣重熔来提高金属纯度，极大的简化了制造工艺，降低了企业的成本。
2.该种含锆钛铁铬铝合金材料制造工艺，合理的控制了锆元素的配入量，使得锆元素在合金中充分发挥其良好的耐蚀性能，使得该合金加工出来的产品，可在具有腐蚀性的特殊环境中使用。
3.该种含锆钛铁铬铝合金材料制造工艺，制造工艺步骤简练，成本低，便于推广。
附图说明
无。
具体实施方式
为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。
实施例1：
一种含锆钛铁铬铝合金材料，包括以下组成元素及各成分的重量百分比含量为：C：0.012％；Si：0.30％；Mn：0.45％；P：0.020％；S：0.009％；Cr：21.3％；AL：3.65％；Zr：0.68％；Ti：0.47％；Ni：0.15％；N：0.01％；Mo：0.009％；W：0.011％；V：0.020％，Co：0.020％，其余为Ni。
实施例2：
一种含锆钛铁铬铝合金材料，包括以下组成元素及各成分的重量百分比含量为：C：0.010％；Si：0.35％；Mn：0.37％；P：0.010％；S：0.005％；Cr：21.7％；AL：4.22％；Zr：0.55％；Ti：0.55％；Ni：0.1％；N：0.014％；Mo：0.014％；W：0.019％，V：0.010％，Co：0.010％，其余为Ni。
实施例3：
一种含锆钛铁铬铝合金材料，包括以下组成元素及各成分的重量百分比含量为：C：0.014％；Si：0.22％；Mn：0.47％；P：0.120％；S：0.006％；Cr：20.5％；AL：4.14％；Zr：0.49％；Ti：0.53％；Ni：0.19％；N：0.009％；Mo：0.01％；W：0.017％，V：0.015％，Co：0.020％，其余为Ni。
一种含锆钛铁铬铝合金材料制造工艺，包括以下步骤：
a、真空冶炼真空冶炼：
(1)所有金属材料应符合质量标准，按照制度烘烤后使用，配料严格控制各元素的配入量；
(2)当前一炉严格控制碳含量带入，真空冶炼按焊丝冶炼工艺执行，严格控制碳含量带入，熔化期真空度小于8帕，精炼加Ni-Mg0.05％，稀土0.3kg一炉，Al、Ti、Zr小料加入应在精炼后停电结膜时脱氧用，并控制成分；
(3)精炼期真空度≤8Pa，采用不少于两次的高温瞬时精炼和一次低温长时精炼，提钢温到1620℃/1-2min，降钢温到1520℃(刚结膜冲膜状态)低温，精炼时间≥25min；
(4)精炼温度1600℃，全过程可不充氩气，出钢温度1640℃，浇注200Kg圆钢锭，浇注后期补缩充分，钢锭捂砂缓冷至100℃以下标识转锻造。
b、锻造：
(1)钢锭装炉，锻造加热温度1180-1220℃，保温应≥90min；
(2)开锻温度≥1100℃，终锻温度≥950℃，分火锻造52方；
(3)捂砂缓冷至室温。
c、热轧：
(1)加热制度1170℃-1200℃，保温45分钟；
(2)开轧温度≥1100℃，终轧温度≥900℃；
(3)轧制规格Φ14mm，定尺寸直条L＝4100mm。
d、剥皮：
Φ14.0mm棒材直条剥皮Φ12.0+0.5，-0mm，定尺L＝2000-5，+0mm/支。
本发明，成分设计合理，特别是合理的控制锆元素的配入量，使得合金具有良好的耐蚀性，使其加工的产品可在具有腐蚀性的特殊环境下使用；同时直接采用真空锻造，可以使金属中的气体含量减到最少，可以防止金属被氧化，不需要后续的电渣重熔来提高金属纯度，极大的简化了制造工艺，降低了企业的成本。
本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。

Claims (5)

1.一种含锆钛铁铬铝合金材料，其特征在于，所述的合金的元素组成及各成分的重量百分比含量为：C≤0.015％；Si：0.20-0.40％；Mn：0.30-0.50％；P≤0.020％；S≤0.010％；Cr：20.0-22.0％；AL：3.60-4.50％；Zr：0.40-0.75％；Ti：0.40-0.6％；Ni≤0.2％；N≤0.02％；Mo≤0.02％；W≤0.020％，V≤0.020％，Co≤0.020％，其余为Ni。
2.根据权利要求1所述的一种含锆钛铁铬铝合金材料，其特征在于，所述的合金的元素组成及各成分的重量百分比含量为：C：0.012％；Si：0.30％；Mn：0.45％；P：0.020％；S：0.009％；Cr：21.3％；AL：3.65％；Zr：0.68％；Ti：0.47％；Ni：0.15％；N：0.01％；Mo：0.009％；W：0.011％；V：0.020％，Co：0.020％，其余为Ni。
3.根据权利要求1所述的一种含锆钛铁铬铝合金材料，其特征在于，所述的合金的元素组成及各成分的重量百分比含量为：C：0.010％；Si：0.35％；Mn：0.37％；P：0.010％；S：0.005％；Cr：21.7％；AL：4.22％；Zr：0.55％；Ti：0.55％；Ni：0.1％；N：0.014％；Mo：0.014％；W：0.019％，V：0.010％，Co：0.010％，其余为Ni。
4.根据权利要求1所述的一种含锆钛铁铬铝合金材料，其特征在于，所述的合金的元素组成及各成分的重量百分比含量为：C：0.014％；Si：0.22％；Mn：0.47％；P：0.120％；S：0.006％；Cr：20.5％；AL：4.14％；Zr：0.49％；Ti：0.53％；Ni：0.19％；N：0.009％；Mo：0.01％；W：0.017％，V：0.015％，Co：0.020％，其余为Ni。
5.根据权利要求1所述的一种含锆钛铁铬铝合金材料制造工艺，其特征在于，所述铝合的生产工艺包括以下步骤：
a、真空冶炼真空冶炼：
(1)所有金属材料应符合质量标准，按照制度烘烤后使用，配料严格控制各元素的配入量；
(2)当前一炉严格控制碳含量带入，真空冶炼按焊丝冶炼工艺执行，严格控制碳含量带入，熔化期真空度小于8帕，精炼加Ni-Mg0.05％，稀土0.3kg一炉，Al、Ti、Zr小料加入应在精炼后停电结膜时脱氧用，并控制成分；
(3)精炼期真空度≤8Pa，采用不少于两次的高温瞬时精炼和一次低温长时精炼，提钢温到1620℃/1-2min，降钢温到1520℃(刚结膜冲膜状态)低温，精炼时间≥25min；
(4)精炼温度1600℃，全过程可不充氩气，出钢温度1640℃，浇注200Kg圆钢锭，浇注后期补缩充分，钢锭捂砂缓冷至100℃以下标识转锻造。
b、锻造：
(1)钢锭装炉，锻造加热温度1180-1220℃，保温应≥90min；
(2)开锻温度≥1100℃，终锻温度≥950℃，分火锻造52方；
(3)捂砂缓冷至室温。
c、热轧：
(1)加热制度1170℃-1200℃，保温45分钟；
(2)开轧温度≥1100℃，终轧温度≥900℃；
(3)轧制规格Φ14mm，定尺寸直条L＝4100mm。
d、剥皮：
Φ14.0mm棒材直条剥皮Φ12.0+0.5，-0mm，定尺L＝2000-5，+0mm/支。
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