CN116716518B - 一种哈氏合金c-4管板及其制备方法 - Google Patents

一种哈氏合金c-4管板及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种哈氏合金C‑4管板，以质量配比计，包括以下组分的原料：Ni：66.00％‑67.00％；C：0.05％‑0.15％；Cr：16.00％‑16.50％；Al：0.20％‑0.25％；Fe：0‑0.20％；Co：0.30％‑0.40％；Mn：0.30％‑0.40％；Si：0.05％‑0.10％；Mo：15.50％‑16.00％；S：0‑0.015％；P：0‑0.020％。本发明还提供了上述哈氏合金C‑4管板的制备方法，通过本发明制备得到的哈氏合金C‑4管板机械强度高、抗腐蚀性能强，且解决了常规方法制备中很容易出现裂纹，所以管板的制造难度很大的问题。

Description

一种哈氏合金C-4管板及其制备方法
技术领域
本发明涉及耐蚀合金制造领域，尤其涉及一种哈氏合金C-4管板的制备方法。
背景技术
Hastelloy C系列合金在化工工业广泛的应用，除了在各种化工及石油化工行业扮演主要角色外，还应用于核能源工业及制药工业。哈氏合金C-4为镍-铬-钼基耐蚀合金，由于铬能在合金表面形成致密的氧化膜(钝化)，提供抗氧化环境能力，而钼主要提供抗还原环境能力，因此C-4合金可以应用于既有氧化介质又有还原介质的环境当中。C-4合金的点腐蚀临界温度为140度，焊缝腐蚀临界温度为40度，成为应用最广泛的合金，经过40余年的考验后依然显示出强大的生命力。目前国内在相当多的行业中已经应用了C-4合金如精细化工行业(TDI，PTA，醋酸/酐，丙烯酸等)；环境工程行业(FGD，污水处理)；板式换热器行业等。还有很多行业如制药等在国外已经应用了哈氏合金，而国内仍在试验阶段。哈氏合金C-4管板为MP反应冷却器中常用部件。
由于该合金中铬钼元素含量较高，铸锭开坯比较困难，经开坯后塑性较好，可进行锻造或热轧成各种产品形态，同时还适用冷轧、磨光、机加工等冷成形。
该合金的成分如下：
表1
哈氏合金C-4管板直径较大，将近1.3米，而管板的厚度比较小只有50毫米，钢锭高度需从734mm镦粗至60mm,锻造比达到12.2，同时锻造后两火工件与锻锤的上下砧接触面积较大所以温度下降很快。如果材料本身纯净度不够塑性差，在大锻造比以及温降快的情况下很容易出现裂纹，所以管板的制造难度很大，且制备得到的管板机械性能和抗腐蚀性能也比较一般。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种哈氏合金C-4管板，以解决常规锻件的机械性能和抗腐蚀性能也比较一般的问题。
为解决上述问题，本发明提供一种哈氏合金C-4管板，以质量配比计，包括以下组分的原料：Ni：66.00％-67.00％；C：0.05％-0.15％；Cr：16.00％-16.50％；Al：0.20％-0.25％；Fe：0-0.20％；Co：0.30％-0.40％；Mn：0.30％-0.40％；Si：0.05％-0.10％；Mo：15.50％-16.00％；S：0-0.015％；P：0-0.020％。
作为优选的方案，以质量配比计，包括以下组分的原料：Ni：66.50％-67.00％；C：0.010％-0.015％；Cr：16.00％-16.30％；Al：0.20％-0.23％；Fe：0-0.10％；Co：0.35％-0.40％；Mn：0.30％-0.35％；Si：0.05％-0.08％；Mo：15.80％-16.00％；S：0-0.010％；P：0-0.010％。
作为优选的方案，以质量配比计，包括以下组分的原料：Ni：66.87％；C：0.01％；Cr：16.20％；Al：0.22％；Co：0.40％；Mn：0.32％；Si：0.06％；Mo：15.90％；S：0.010％；P：0.010％。
本发明要解决的另一个技术问题是，提供一种所述哈氏合金C-4管板的制备方法，以解决常规方法在锻造哈氏合金C-4管板时容易出现裂纹，管板的制造难度很大的问题。
包括以下步骤：
S1：准备金属镍板、金属铬、金属钼、电解镍、金属锰、光电碳、铝块作为原材料，并根据上述组分的原料进行原材料配料，进行预烘烤；
S2：将所述步骤S1预烘烤后的原材料加入至真空感应炉中，将原材料升温至1580℃-1600℃进行熔炼，并控制炉内真空度≤1Pa，同时加入金属铝，将钢水浇铸后冷却得到哈氏合金C-4材料；
S3：将所述步骤S2的所述哈氏合金C-4材料研磨后作为感应电极进行电渣重熔得到电渣锭，随后空冷处理；
S4：将步骤S3处理后的所述电渣锭进行均匀化处理和锻造处理，所述锻造处理包括将所述电渣锭依次加热至70℃、940-960℃以及1150-1200℃并保温后进行锻造变形处理；
S5：将所述步骤S4中锻造变形处理后的锻件进行固溶热处理，所述固溶热处理包括将所述锻件随炉升温至1121±10℃，保温60分钟，随后水冷处理，完成制备。
作为优选的方案，所述步骤S2中，所述真空感应炉中，所述原材料的摆放顺序从上到下依次为金属镍板、金属钼、金属铬、金属镍板。
作为优选的方案，所述步骤S2中，所述熔炼的温度为1580℃，且所述金属铝的加入质量为所述原材料总质量的0.25％。
作为优选的方案，所述步骤S3中，所述感应电极的直径为260mm，且所述感应电极尾部切除25mm；所述研磨包括将所述感应电极研磨至表面露出金属色，并压缩空气吹净缩孔的残渣，水气。
作为优选的方案，所述步骤S3中，所述电渣重熔包括：将所述感应电极经200℃×4小时的预热，将辅助电极焊接在缩孔端，检测焊缝质量合格后待用；随后将所述感应电极重熔为Φ360锭型，采用金属电极起弧，待液态渣池形成后转金属电极进行重熔；采用CaF2:Al2O3:CaO:MgO:比例为72:18:5:5渣系，渣量45Kg，预熔渣经800℃×4小时后使用,电渣后钢锭空冷。
作为优选的方案，所述步骤S3中，所述电渣重熔的条件为：
化渣阶段：二次侧电流：2000-4000A；二次侧电压：48-50V；时间≥25min；
起弧阶段：二次侧电流：4000-5500A；二次侧电压：50-52V；时间≥40min；
稳态阶段：二次侧电流：5500-7000A；二次侧电压：52-55V；时间≥感应电极质量(kg)/4kg min；
补缩阶段：二次侧电流：7000-2200A；二次侧电压：48-55V；时间≥40min；
作为优选的方案，所述锻造处理的条件为：将所述电渣锭装入炉中，第一次升温至70℃，升温时间为1.5h，保温3h；第二次升温至950℃，升温时间为2h，保温时间为2.5h；第三次升温至1170℃，升温时间为1.5h，保温时间为3h，随后开始锻造，所述锻造的温度为980-1170℃。
本发明通过优化真空感应熔炼工艺降低合金材料的氮氢气体含量，由于该合金为超低含碳量，熔炼时无法利用碳氧反应，适度的加入活泼元素铝，配以合适的搅拌工艺，降低含氧量去除非金属夹杂物，提高哈氏合金C-4的纯净度从而提高材料的热加工塑性，减少了哈氏合金C-4合金管板锻造开裂问题，提高了产品成材率，且本发明制备的哈氏合金C-4管板的机械强度、抗腐蚀性能优秀，具备较高的商用价值与推广价值。
附图说明
图1为锻造热处理工艺图；
图2为锻造变形示意图；
图3为固溶热处理工艺图；
图4为实施例中的取样示意图；
图5为实施例中的成品管板示意图。
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。
本发明提供一种哈氏合金C-4管板，以质量配比计，包括以下组分的原料：Ni：66.00％-67.00％；C：0.05％-0.15％；Cr：16.00％-16.50％；Al：0.20％-0.25％；Fe：0-0.20％；Co：0.30％-0.40％；Mn：0.30％-0.40％；Si：0.05％-0.10％；Mo：15.50％-16.00％；S：0-0.015％；P：0-0.020％。
优选的，以质量配比计，包括以下组分的原料：Ni：66.50％-67.00％；C：0.010％-0.015％；Cr：16.00％-16.30％；Al：0.20％-0.23％；Fe：0-0.10％；Co：0.35％-0.40％；Mn：0.30％-0.35％；Si：0.05％-0.08％；Mo：15.80％-16.00％；S：0-0.010％；P：0-0.010％。
优选的，以质量配比计，包括以下组分的原料：Ni：66.87％；C：0.01％；Cr：16.20％；Al：0.22％；Co：0.40％；Mn：0.32％；Si：0.06％；Mo：15.90％；S：0.010％；P：0.010％。
本发明还提供一种所述哈氏合金C-4管板的制备方法，包括以下步骤：
S1：准备金属镍板、金属铬、金属钼、电解镍、金属锰、光电碳、铝块作为原材料，并根据上述组分的原料进行原材料配料，进行预烘烤；
S2：将所述步骤S1预烘烤后的原材料加入至真空感应炉中，将原材料升温至1580℃-1600℃进行熔炼，并控制炉内真空度≤1Pa，同时加入金属铝，将钢水浇铸后冷却得到哈氏合金C-4材料；
S3：将所述步骤S2的所述哈氏合金C-4材料研磨后作为感应电极进行电渣重熔得到电渣锭，随后空冷处理；
S4：将步骤S3处理后的所述电渣锭进行均匀化处理和锻造处理，所述锻造处理包括将所述电渣锭依次加热至70℃、940-960℃以及1150-1200℃并保温后进行锻造变形处理；
S5：将所述步骤S4中锻造变形处理后的锻件进行固溶热处理，所述固溶热处理包括将所述锻件随炉升温至1121±10℃，保温60分钟，随后水冷处理，完成制备。
优选的，所述步骤S2中，所述真空感应炉中，所述原材料的摆放顺序从上到下依次为金属镍板、金属钼、金属铬、金属镍板。
优选的，所述步骤S2中，所述熔炼的温度为1580℃，且所述金属铝的加入质量为所述原材料总质量的0.25％。
优选的，所述步骤S3中，所述感应电极的直径为260mm，且所述感应电极尾部切除25mm；所述研磨包括将所述感应电极研磨至表面露出金属色，并压缩空气吹净缩孔的残渣，水气。
优选的，所述步骤S3中，所述电渣重熔包括：将所述感应电极经200℃×4小时的预热，将辅助电极焊接在缩孔端，检测焊缝质量合格后待用；随后将所述感应电极重熔为Φ360锭型，采用金属电极起弧，待液态渣池形成后转金属电极进行重熔；采用CaF2:Al2O3:CaO:MgO:比例为72:18:5:5渣系，渣量45Kg，预熔渣经800℃×4小时后使用,电渣后钢锭空冷。
优选的，所述步骤S3中，所述电渣重熔的条件为：
化渣阶段：二次侧电流：2000-4000A；二次侧电压：48-50V；时间≥25min；
起弧阶段：二次侧电流：4000-5500A；二次侧电压：50-52V；时间≥40min；
稳态阶段：二次侧电流：5500-7000A；二次侧电压：52-55V；时间≥感应电极质量(kg)/4kg min；
补缩阶段：二次侧电流：7000-2200A；二次侧电压：48-55V；时间≥40min；
优选的，所述锻造处理的条件为：将所述电渣锭装入炉中，第一次升温至70℃，升温时间为1.5h，保温3h；第二次升温至950℃，升温时间为2h，保温时间为2.5h；第三次升温至1170℃，升温时间为1.5h，保温时间为3h，随后开始锻造，所述锻造的温度为980-1170℃。
实施例1：
本发明提供一种哈氏合金C-4管板，以质量配比计，包括以下组分的原料：Ni：66.87％；C：0.01％；Cr：16.20％；Al：0.22％；Co：0.40％；Mn：0.32％；Si：0.06％；Mo：15.90％；S：0.010％；P：0.010％。
本发明还提供一种所述哈氏合金C-4管板的制备方法，包括以下步骤：
S1：准备金属镍板、金属铬、金属钼、电解镍、金属锰、光电碳、铝块作为原材料，并根据上述组分的原料进行原材料配料，进行预烘烤；
S2：将所述步骤S1预烘烤后的原材料加入至真空感应炉中，所述真空感应炉中，所述原材料的摆放顺序从上到下依次为金属镍板、金属钼、金属铬、金属镍板，将原材料升温至1580℃进行熔炼，并控制炉内真空度≤1Pa，同时加入金属铝，所述金属铝的加入质量为所述原材料总质量的0.25％，将钢水浇铸后冷却得到哈氏合金C-4材料；
S3：将所述步骤S2的所述哈氏合金C-4材料研磨后作为感应电极进行电渣重熔得到电渣锭，所述感应电极的直径为260mm，且所述感应电极尾部切除25mm；所述研磨包括将所述感应电极研磨至表面露出金属色，并压缩空气吹净缩孔的残渣，水气，随后空冷处理；
所述电渣重熔包括：将所述感应电极经200℃×4小时的预热，将辅助电极焊接在缩孔端，检测焊缝质量合格后待用；随后将所述感应电极重熔为Φ360锭型，采用金属电极起弧，待液态渣池形成后转金属电极进行重熔；采用CaF2:Al2O3:CaO:MgO:比例为72:18:5:5渣系，渣量45Kg，预熔渣经800℃×4小时后使用,电渣后钢锭空冷；
所述电渣重熔的条件为：
化渣阶段：二次侧电流：2000-4000A；二次侧电压：48-50V；时间≥25min；
起弧阶段：二次侧电流：4000-5500A；二次侧电压：50-52V；时间≥40min；
稳态阶段：二次侧电流：5500-7000A；二次侧电压：52-55V；时间≥感应电极质量(kg)/4kg min；
补缩阶段：二次侧电流：7000-2200A；二次侧电压：48-55V；时间≥40min；
S4：将步骤S3处理后的所述电渣锭进行均匀化处理和锻造处理，所述锻造处理包括将所述电渣锭进行锻造热处理并保温后进行锻造变形处理；
所述锻造热处理的条件为：将所述电渣锭装入炉中，第一次升温至70℃，升温时间为1.5h，保温3h；第二次升温至950℃，升温时间为2h，保温时间为2.5h；第三次升温至1170℃，升温时间为1.5h，保温时间为3h，随后开始锻造，所述锻造的温度为980-1170℃。
S5：将所述步骤S4中锻造变形处理后的锻件进行固溶热处理，所述固溶热处理包括将所述锻件随炉升温至1121℃，保温60分钟，随后水冷处理，完成制备。
实施例2：
本发明提供一种哈氏合金C-4管板，以质量配比计，包括以下组分的原料：Ni：66.00％；C：0.05％；Cr：16.00％；Al：0.20％％；Co：0.30％；Mn：0.30％；Si：0.05％；Mo：15.50％。
本发明还提供一种所述哈氏合金C-4管板的制备方法，包括以下步骤：
S1：准备金属镍板、金属铬、金属钼、电解镍、金属锰、光电碳、铝块作为原材料，并根据上述组分的原料进行原材料配料，进行预烘烤；
S2：将所述步骤S1预烘烤后的原材料加入至真空感应炉中，所述真空感应炉中，所述原材料的摆放顺序从上到下依次为金属镍板、金属钼、金属铬、金属镍板，将原材料升温至1580℃进行熔炼，并控制炉内真空度≤1Pa，同时加入金属铝，且所述金属铝的加入质量为所述原材料总质量的0.25％，将钢水浇铸后冷却得到哈氏合金C-4材料；
S3：将所述步骤S2的所述哈氏合金C-4材料研磨后作为感应电极进行电渣重熔得到电渣锭，所述感应电极的直径为260mm，且所述感应电极尾部切除25mm；所述研磨包括将所述感应电极研磨至表面露出金属色，并压缩空气吹净缩孔的残渣，水气，随后空冷处理；
所述电渣重熔包括：将所述感应电极经200℃×4小时的预热，将辅助电极焊接在缩孔端，检测焊缝质量合格后待用；随后将所述感应电极重熔为Φ360锭型，采用金属电极起弧，待液态渣池形成后转金属电极进行重熔；采用CaF2:Al2O3:CaO:MgO:比例为72:18:5:5渣系，渣量45Kg，预熔渣经800℃×4小时后使用,电渣后钢锭空冷；
所述电渣重熔的条件为：
化渣阶段：二次侧电流：2000-4000A；二次侧电压：48-50V；时间≥25min；
起弧阶段：二次侧电流：4000-5500A；二次侧电压：50-52V；时间≥40min；
稳态阶段：二次侧电流：5500-7000A；二次侧电压：52-55V；时间≥感应电极质量(kg)/4kg min；
补缩阶段：二次侧电流：7000-2200A；二次侧电压：48-55V；时间≥40min；
S4：将步骤S3处理后的所述电渣锭进行均匀化处理和锻造处理，所述锻造处理包括将所述电渣锭依次加热至70℃、940-960℃以及1150-1200℃并保温后进行锻造变形处理；
所述锻造处理的条件为：将所述电渣锭装入炉中，第一次升温至70℃，升温时间为1.5h，保温3h；第二次升温至950℃，升温时间为2h，保温时间为2.5h；第三次升温至1170℃，升温时间为1.5h，保温时间为3h，随后开始锻造，所述锻造的温度为980-1170℃。
S5：将所述步骤S4中锻造变形处理后的锻件进行固溶热处理，所述固溶热处理包括将所述锻件随炉升温至1111，保温60分钟，随后水冷处理，完成制备。
实施例3：
本发明提供一种哈氏合金C-4管板，以质量配比计，包括以下组分的原料：Ni：67.00％；C：0.15％；Cr：16.50％；Al：0.25％；Fe：0.20％；Co：0.40％；Mn：0.40％；Si：0.10％；Mo：16.00％；S：0.015％；P：0.020％。
本发明还提供一种所述哈氏合金C-4管板的制备方法，包括以下步骤：
S1：准备金属镍板、金属铬、金属钼、电解镍、金属锰、光电碳、铝块作为原材料，并根据ASTM B622中UNS NO 6455的标准成分范围进行原材料配料，进行预烘烤；
S2：将所述步骤S1预烘烤后的原材料加入至真空感应炉中，所述真空感应炉中，所述原材料的摆放顺序从上到下依次为金属镍板、金属钼、金属铬、金属镍板，将原材料升温至1600℃进行熔炼，并控制炉内真空度≤1Pa，同时加入金属铝，且所述金属铝的加入质量为所述原材料总质量的0.25％，将钢水浇铸后冷却得到哈氏合金C-4材料；
S3：将所述步骤S2的所述哈氏合金C-4材料研磨后作为感应电极进行电渣重熔得到电渣锭，所述感应电极的直径为260mm，且所述感应电极尾部切除25mm；所述研磨包括将所述感应电极研磨至表面露出金属色，并压缩空气吹净缩孔的残渣，水气，随后空冷处理；
所述电渣重熔包括：将所述感应电极经200℃×4小时的预热，将辅助电极焊接在缩孔端，检测焊缝质量合格后待用；随后将所述感应电极重熔为Φ360锭型，采用金属电极起弧，待液态渣池形成后转金属电极进行重熔；采用CaF2:Al2O3:CaO:MgO:比例为72:18:5:5渣系，渣量45Kg，预熔渣经800℃×4小时后使用,电渣后钢锭空冷；
所述电渣重熔的条件为：
化渣阶段：二次侧电流：2000-4000A；二次侧电压：48-50V；时间≥25min；
起弧阶段：二次侧电流：4000-5500A；二次侧电压：50-52V；时间≥40min；
稳态阶段：二次侧电流：5500-7000A；二次侧电压：52-55V；时间≥感应电极质量(kg)/4kg min；
补缩阶段：二次侧电流：7000-2200A；二次侧电压：48-55V；时间≥40min；
S4：将步骤S3处理后的所述电渣锭进行均匀化处理和锻造处理，所述锻造处理包括将所述电渣锭依次加热至70℃、940-960℃以及1150-1200℃并保温后进行锻造变形处理；
所述锻造处理的条件为：将所述电渣锭装入炉中，第一次升温至70℃，升温时间为1.5h，保温3h；第二次升温至950℃，升温时间为2h，保温时间为2.5h；第三次升温至1170℃，升温时间为1.5h，保温时间为3h，随后开始锻造，所述锻造的温度为980-1170℃。
S5：将所述步骤S4中锻造变形处理后的锻件进行固溶热处理，所述固溶热处理包括将所述锻件随炉升温至1131℃，保温60分钟，随后水冷处理，完成制备。
实施例4：
一种所述哈氏合金C-4管板的制备方法，包括以下步骤：
S1：精选金属镍板、金属铬、金属钼、电解镍、金属锰、光电碳、铝块，根据ASTM B622中UNS NO 6455的标准成分范围进行原材料配料，经200℃4小时烘烤之后装入2吨真空感应熔炼炉坩埚内；所述原材料的配入点以及实测数值如下：
表2
S2：由于该合金C≤0.015碳含量极低，熔炼时无法在真空状态下利用碳氧反应降低氧含量，只能将钢水温度提高至1580℃将钢水中游离的氢和氮原子形成氢气和氮气气泡通过高真空(真空度≤1Pa)抽走，以达到去除氢氮的目的，同时加入0.25％的铝，活泼的铝元素与钢水中的金属氧化物发生置换反应生成Al2O3,材利用熔炼炉的感应电磁搅拌将钢水中的Al2O3,上浮至钢水表面，黏附在炉壁以实现降低氧含量的目的，从而得到纯净度钢水，将钢水浇注冷却得到哈氏合金C-4材料；
S3：真空感应铸锭冷却后将Φ260mm感应电极进行尾部切除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。电渣重熔Φ360锭型，采用金属电极起弧，待液态渣池形成后转金属电极进行重熔。采用CaF2:Al2O3:CaO:MgO:比例为72:18:5:5渣系，渣量45Kg,预熔渣经800℃×4小时后使用,电渣后钢锭空冷。
以下为电渣重熔各阶段的电流电压和时间：
表3
步骤 二次侧电流A 二次侧电压V 时间min
化渣阶段 2000-4000 48-50 ≥25
起弧阶段 4000-5500 50-52 ≥40
稳态阶段 5500-7000 52-55 按4kg/min
补缩阶段 7000-2200 48-55 ≥40
S4：均匀化处理及锻造
a：摆放：钢锭需摆放在厚度大于100mm垫铁上同时与炉底板保持间隙，每个钢锭之间保持50mm的距离，保证钢锭的受热均匀；
b：加热：该镍铬钼合金导热性较不锈钢差，热膨胀系数大于不锈钢，升温不当的情况，热应力过大，易出现裂纹，所以控制升温速度及监控炉温均匀性是关键；加热曲线如下：钢锭开坯采用六吨自由锻造，锻造温度范围980-1170℃；锻造的热处理曲线如图1所示。
锻造变形过程如下：
步骤1：第一火轻拍锭身，初始变形压下量控制30mm，长度拔长至1057将钢锭的铸态树枝晶破碎，然后开始镦粗至直径Φ420mm长度为540m，镦粗的过程中进行修整外圆，防止锭身出现折叠。回炉按1180℃×2h.
步骤2：多次下压至厚度264mm，外径立起滚圆至Φ600mm，继续锻厚度至95，外径立起滚圆至Φ1000mm回炉按1180℃×0.6h
步骤3：多次下压厚度至60mm，外径立起滚圆至Φ1260mm，锻完空冷。准备后续热处理及取样。
锻造的变形示意图如图2所示。
S5：锻造完随后做品质热处理(固溶)，热处理采用RT-180-12高温台车电阻炉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，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℃。固溶热处理工艺如图3所示。
热处理完成后对圆饼割取试样环，取样采用机床切割的方式，取样位置参照GB/T2975，取自工件具有代表性的1/2T处。取样采用电火花切割及机床加工。取样示意图见图4。
随后采用分体式高速数控钻铣床对工件进行机械加工至如图所示的成品管板，如图5所示。
下面通过实际加工和检验的方式进一步说明本发明，对上述实施例进行进一步地展开测试，但并不因此将本发明限制在实施例的范围之中。
下面测试中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。
实例运用的检测设备有：SPECTROMAX直读光谱仪、LECO氮氢氧分析仪、英之诚碳硫分析仪、和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、上海弘测晶间腐蚀仪。
试样加工和检验按相应国家标准，具体实施的试验见表4：
表4
检验项目 取样部位 取样数量 试验方法
化学成分 沿圆饼切向1/2T处 1个/批 ASTME1437
玄向室温拉伸 沿圆饼切向1/2T处 1个/批 ASTME8
晶间腐蚀 沿圆饼切向1/2T处 1个/批 ASTMG28A法
晶粒度 沿圆饼切向1/2T处 1个/批 ASTME112
硬度 沿圆饼切向1/2T处 1个/批 ASTME10
夹杂物 沿圆饼切向1/2T处 1个/批 ASTME45
金相性能如下表所示：
表5
状态 晶粒度 夹杂物
锻态 4.5级 A类0级B类0.5级C类0级D类1.0级
固溶态 4.0级 A类0级B类0.5级C类0级D类1.0级
机械性能和腐蚀率检测结果如下表所示：
表6
采用ASTMG28A法进行腐蚀试验：
采用TG328A分析天平、远红外耐酸碱控温电炉、回流冷凝器等仪器。
试样尺寸：30.5*19.80*3.80mm试样重量：19.9788g，在硫酸+42g/l硫酸铁溶液中进行24小时沸腾试验，腐蚀后试样重量19.8033g,计算得出试样的腐蚀率为4.542毫米/年。
通过上述实施例，也是进一步地证明了，本发明通过优化真空感应熔炼工艺降低合金材料的氮氢气体含量，由于该合金为超低含碳量，熔炼时无法利用碳氧反应，适度的加入活泼元素铝，降低含氧量去除非金属夹杂物，提高哈氏合金C-4的纯净度从而提高材料的热加工塑性，减少了哈氏合金C-4合金管板锻造开裂问题，提高了产品成材率，且本发明制备的哈氏合金C-4管板的机械强度、抗腐蚀性能优秀，具备较高的商用价值与推广价值。
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)

1.一种哈氏合金C-4管板的制备方法，其特征在于：以质量配比计，所述哈氏合金C-4管板由以下组分的原料组成：Ni：66.00%-67.00%；C：0.05%-0.15%；Cr：16.00%-16.50%；Al：0.20%-0.25%；Fe：0-0.20%；Co：0.30%-0.40%；Mn：0.30%-0.40%；Si：0.05%-0.10%；Mo：15.50%-16.00%；S：0-0.015%；P：0-0.020%；
所述制备方法包括以下步骤：
S1：准备金属镍板、金属铬、金属钼、电解镍、金属锰、光电碳、铝块作为原材料，并根据上述组分的原料进行原材料配料，进行预烘烤；
S2：将所述步骤S1预烘烤后的原材料加入至真空感应炉中，将原材料升温至1580℃-1600℃进行熔炼，并控制炉内真空度≤1Pa，同时加入金属铝，将钢水浇铸后冷却得到哈氏合金C-4材料；
S3：将所述步骤S2的所述哈氏合金C-4材料研磨后作为感应电极进行电渣重熔得到电渣锭，随后空冷处理；
S4：将步骤S3处理后的所述电渣锭进行均匀化处理和锻造处理，所述锻造处理包括将所述电渣锭依次加热至70℃、940-960℃以及1150-1200℃并保温后进行锻造变形处理；
S5：将所述步骤S4中锻造变形处理后的锻件进行固溶热处理，所述固溶热处理包括将所述锻件随炉升温至1121±10℃，保温60分钟，随后水冷处理，完成制备。
2.根据权利要求1所述的哈氏合金C-4管板的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中，所述真空感应炉中，所述原材料的摆放顺序从上到下依次为金属镍板、金属钼、金属铬、金属镍板。
3.根据权利要求1所述的哈氏合金C-4管板的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中，所述熔炼的温度为1580℃，且所述金属铝的加入质量为所述原材料总质量的0.25%。
4.根据权利要求1所述的哈氏合金C-4管板的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中，所述感应电极的直径为260mm，且所述感应电极尾部切除25 mm；所述研磨包括将所述感应电极研磨至表面露出金属色，并压缩空气吹净缩孔的残渣，水气。
5.根据权利要求1所述的哈氏合金C-4管板的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中，所述电渣重熔包括：将所述感应电极经 200℃×4 小时的预热，将辅助电极焊接在缩孔端，检测焊缝质量合格后待用；随后将所述感应电极重熔为Φ360 锭型，采用金属电极起弧，待液态渣池形成后转金属电极进行重熔；采用 CaF2:Al2O3:CaO:MgO:比例为72:18:5:5 渣系，渣量 45Kg，预熔渣经 800℃×4 小时后使用,电渣后钢锭空冷。
6.根据权利要求5所述的哈氏合金C-4管板的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中，所述电渣重熔的条件为：
化渣阶段：二次侧电流：2000-4000A；二次侧电压：48-50V；时间≥25min；
起弧阶段：二次侧电流：4000-5500A；二次侧电压：50-52V；时间≥40min；
稳态阶段：二次侧电流：5500-7000A；二次侧电压：52-55V；时间≥（感应电极质量/4kg）min，其中感应电极质量以千克计；
补缩阶段：二次侧电流：7000-2200A；二次侧电压：48-55V；时间≥40min。
7.根据权利要求1所述的哈氏合金C-4管板的制备方法，其特征在于：所述锻造处理的条件为：将所述电渣锭装入炉中，第一次升温至70℃，升温时间为1.5h，保温3h；第二次升温至950℃，升温时间为2h，保温时间为2.5h；第三次升温至1170℃，升温时间为1.5h，保温时间为3h，随后开始锻造，所述锻造的温度为980-1170℃。
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