CN117026012A - 一种低成本高性能ns336棒材及其制备方法 - Google Patents
一种低成本高性能ns336棒材及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117026012A CN117026012A CN202310858255.0A CN202310858255A CN117026012A CN 117026012 A CN117026012 A CN 117026012A CN 202310858255 A CN202310858255 A CN 202310858255A CN 117026012 A CN117026012 A CN 117026012A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- bar
- performance
- low
- forging
- cost high
- 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.)
- Pending
Links
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 28
- 238000005242 forging Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 12
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 6
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 abstract description 3
- 239000007921 spray Substances 0.000 abstract description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 abstract description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 abstract description 2
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 abstract description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 15
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 14
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 13
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 13
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 4
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 4
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- QDOXWKRWXJOMAK-UHFFFAOYSA-N dichromium trioxide Chemical compound O=[Cr]O[Cr]=O QDOXWKRWXJOMAK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 2
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 101000912561 Bos taurus Fibrinogen gamma-B chain Proteins 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 229910001068 laves phase Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
- C22C19/03—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
- C22C19/05—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium
- C22C19/051—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W
- C22C19/055—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W with the maximum Cr content being at least 20% but less than 30%
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
- C22C1/023—Alloys based on nickel
-
- 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)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
本发明涉及一种低成本高性能NS336棒材及其制备方法，属于冶金行业棒材生产技术领域。技术方案是：NS336棒材质量百分比成分组成中，Al%/27+Ti%/48+Nb%/92介于0.034~0.045之间。采用真空冶炼+电渣重熔+锻造+强化处理工序，或者采用真空冶炼+电渣重熔+轧制+强化处理工序，或者采用真空冶炼+电渣重熔+锻造+轧制+强化处理工序，锻造或者轧制变形比＞7，强化处理是将棒材放入加热炉加热至690~700℃，保温（240+0.7D）min。本发明的有益效果是：强度较常规NS336棒材＞5%，晶粒度控制在8~9级，盐雾试验评价棒材减重较常规NS336减少7%以上，降低吨钢生产成本1万元以上。
Description
技术领域
本发明涉及一种低成本高性能NS336棒材及其制备方法，属于冶金行业NS336棒材生产技术领域。
背景技术
NS336作为应用最为广泛的耐蚀合金材料之一，通过W、Nb元素固溶强度，具有良好的高温强度，同时高Cr、Ni，使其具有极好的耐蚀性，具有很好的加工性能及综合使用性能，具有优异的耐蚀性和高温抗氧化性，在航空航天、舰船、能源、化工等领域具有广阔的应用市场。
NS336中Nb含量较高，为3.15-4.15%，该元素容易偏析，与Nb形成δ相及Laves相，恶化材料耐蚀性能， Nb元素同时是强化元素，与金属Ni形成γ′与γ″，提高该材料在高温下强度。
该材料应用在950℃以下的室温及高温环境，在高温条件下具有一定的耐蚀性及高温强度。但是该材料价格极高，价格在25~35万元/吨。其中铌元素的价格为45万元/吨，极大的提升了材料的原料成本。在一些低温条件下，如在500℃以下时，如烟气管道、化工管道、存储罐体等使用工况时，对材料高温强度要求不高，此时NS336性能过剩，间接造成成本浪费，而金属钛的价格仅为8万元/吨，金属铝价格为1.9万元/吨，价格低廉。
基于此种问题，发明一种适用于低温条件下使用的低成本、高耐蚀性的NS336，降低材料成本，提高低温条件耐蚀性，从而提高其使用寿命。
经研究发现，Ti元素及Al元素与Ni形成析出相，钉扎在奥氏体晶界处，阻止晶粒长大，同时Ti可以在奥氏体的面心立方晶格中占据位置，通过固溶强度的方式提高奥氏体材料的强度，另一方面，Ti的加入可以促进γ″形成，这些析出相通过钉扎在晶界，抑制晶粒长大，以析出强化的方式改善强度。因此在一定条件下，Ti元素及Al元素可以代替Nb在材料中强化的作用。同时研究发现，该材料中Cr元素是保障材料耐蚀性的主要材料，通过在材料表面形成一层致密的Cr2O3氧化膜，当材料中含有Al时，也会形成一层Al2O3氧化膜，阻碍氧元素进入基体内，从而减缓材料氧化腐蚀。研究表明，晶粒的细化可以改善材料的耐蚀性，更多的晶界阻碍氧原子的移动，抑制氧原子进入基体，从而提高材料的耐蚀性。
发明内容
本发明的目的是提供一种低成本高性能NS336棒材及其制备方法，能够提高棒材的耐蚀性和强度，解决背景技术中存在的问题。
本发明的技术方案是：
一种低成本高性能NS336棒材，NS336棒材质量百分比成分组成中，Al%/27+Ti%/48+Nb%/92介于0.034~0.045之间。
上述低成本高性能NS336棒材，NS336棒材质量百分比成分组成中，Al%介于0.30%~0.40%之间， Ti介于0.50%~0.06%之间，Nb%介于0.62%-2.16%之间。
上述低成本高性能NS336棒材，所述NS336棒材质量百分比成分组成中， Al%介于0.35%~0.40%之间， Ti介于0.55%~0.06%之间。
一种低成本高性能NS336棒材制备方法，采用真空冶炼+电渣重熔+锻造+强化处理工序，或者采用真空冶炼+电渣重熔+轧制+强化处理工序，或者采用真空冶炼+电渣重熔+锻造+轧制+强化处理工序，所述锻造或者轧制变形比＞7，强化处理是将锻造或轧制后的棒材放入加热炉加热至690~700℃，保温（240+0.7D）min，然后出炉空冷至室温，式中D为棒材直径。
上述低成本高性能NS336棒材制备方法，棒材直径D为20-80mm。
上述低成本高性能NS336棒材制备方法，棒材晶粒度为8~9级。
本发明的有益效果是：
1）本发明适用于＜400℃低温条件下使用的φ20~80mm规格NS336锻造棒材或轧制棒材，强度较常规NS336棒材＞5%。
2）本发明可以改善NS336棒材组织均匀性，晶粒度控制在8~9级。
3）本发明可以改善NS336棒材产品耐蚀性，盐雾试验评价棒材减重较常规NS336减少7%以上。
4）本发明降低吨钢生产成本1万元以上。
实施方式
通过实例对本发明作进一步说明。
一种低成本高性能NS336棒材，NS336棒材质量百分比成分组成中，Al%/27+Ti%/48+Nb%/92介于0.034~0.045之间。
上述低成本高性能NS336棒材，NS336棒材质量百分比成分组成中， Al%介于0.30%~0.40%之间， Ti介于0.50%~0.06%之间，Nb%介于0.62%-2.16%之间。
上述低成本高性能NS336棒材，所述NS336棒材质量百分比成分组成中， Al%介于0.35%~0.40%之间，Ti介于0.55%~0.06%之间。
一种低成本高性能NS336棒材制备方法，采用真空冶炼+电渣重熔+锻造+强化处理工序，或者采用真空冶炼+电渣重熔+轧制+强化处理工序，或者采用真空冶炼+电渣重熔+锻造+轧制+强化处理工序，所述锻造或者轧制变形比＞7，强化处理是将锻造或轧制后的棒材放入加热炉加热至690~700℃，保温（240+0.7D）min，然后出炉空冷至室温，式中D为棒材直径。
上述低成本高性能NS336棒材制备方法，棒材直径D为20-80mm。
实施例1
经过真空冶炼+电渣重熔制备出φ220mm的NS336电渣锭，其成分中Al含量为0.31%，Ti含量为0.60%，Nb含量为1.47%。具体成分如下表。
电渣锭拔长锻造至φ80mm锻棒，变形比为7.6。
将锻棒在加热炉内升温至690℃，保温296min，出炉空冷。
实施例2
经过真空冶炼+电渣重熔制备出φ200mm的NS336自耗锭，其成分中Al含量为0.38%，Ti含量为0.50%，Nb含量为1.75%。具体成分见下表
材料经过锻造，制备出90×90mm坯料，加热后经过轧制制备出φ22mm轧制棒材，变形比为21。
将轧制棒材在加热炉内升温至700℃，保温254min，出炉空冷。
实施例3
经过真空冶炼+电渣重熔制备出φ200mm的NS336自耗锭，其成分中Al含量为0.34%，Ti含量为0.55%，Nb含量为1.66%。具体成分见下表
材料经过锻造，制备出φ60mm锻造棒材，变形比11.1。
将锻造棒材在加热炉内升温至694℃，保温282min，出炉空冷。
对比例1
经过真空冶炼+电渣重熔制备的φ330电渣锭，成分中Al含量为0.02%，Ti含量为0.04%，Nb含量为4.01%。经过锻造至φ80mm圆棒。1140℃固溶后交付使用。
对比例2
经过真空冶炼+电渣重熔制备的φ200mm自耗锭，成分中Al含量为0.03%，Ti含量为0.05%，Nb含量为3.90%。经过锻造及轧制，制备出25mm轧制棒材。1140℃固溶后交付使用。
将对比例及实施例制备出的材料取样，进行组织分析及性能检测，其中盐雾时间为室温48h。结果如表1所示。
表1 材料性能及Nb成本对比表
。
Claims (6)
1.一种低成本高性能NS336棒材，其特征在于：NS336棒材质量百分比成分组成中，Al%/27+Ti%/48+Nb%/92介于0.034~0.045之间。
2.根据权利要求1所述的一种低成本高性能NS336棒材，其特征在于：NS336棒材质量百分比成分组成中，Al%介于0.30%~0.40%之间，Ti介于0.50%~0.06%之间，Nb%介于0.62%-2.16%之间。
3.根据权利要求2所述的一种低成本高性能NS336棒材，其特征在于：所述NS336棒材质量百分比成分组成中，Al%介于0.35%~0.40%之间，Ti介于0.55%~0.06%之间。
4.一种低成本高性能NS336棒材制备方法，其特征在于：采用真空冶炼+电渣重熔+锻造+强化处理工序，或者采用真空冶炼+电渣重熔+轧制+强化处理工序，或者采用真空冶炼+电渣重熔+锻造+轧制+强化处理工序，所述锻造或者轧制变形比＞7，强化处理是将锻造或轧制后的棒材放入加热炉加热至690~700℃，保温（240+0.7D）min，然后出炉空冷至室温，式中D为棒材直径。
5.根据权利要求4所述的一种低成本高性能NS336棒材制备方法，其特征在于：棒材直径D为20-80mm。
6.根据权利要求5所述的一种低成本高性能NS336棒材制备方法，其特征在于：棒材晶粒度为8~9级。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310858255.0A CN117026012A (zh) | 2023-07-13 | 2023-07-13 | 一种低成本高性能ns336棒材及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310858255.0A CN117026012A (zh) | 2023-07-13 | 2023-07-13 | 一种低成本高性能ns336棒材及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117026012A true CN117026012A (zh) | 2023-11-10 |
Family
ID=88621614
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310858255.0A Pending CN117026012A (zh) | 2023-07-13 | 2023-07-13 | 一种低成本高性能ns336棒材及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117026012A (zh) |
-
2023
- 2023-07-13 CN CN202310858255.0A patent/CN117026012A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111876653B (zh) | 一种纯净奥氏体不锈钢的制备方法 | |
| CN111826550B (zh) | 一种中等强度耐硝酸腐蚀钛合金 | |
| CN106756509B (zh) | 一种耐高温合金结构钢及其热处理工艺 | |
| CN109182897A (zh) | 一种改善超级铁素体不锈钢耐硫酸腐蚀性能的方法 | |
| CN113604706B (zh) | 一种低密度低膨胀高熵高温合金及其制备方法 | |
| CN109487116A (zh) | 适用于导电弹性元器件的高强钛铜合金带材及制备方法 | |
| CN110983144A (zh) | 一种氮化物强化高熵合金及其制备方法 | |
| CN114231765A (zh) | 一种高温合金棒材的制备方法与应用 | |
| CN105568113A (zh) | 一种高强度Fe-Ni-Cr基高温耐蚀合金的复合强韧化工艺 | |
| CN108277447A (zh) | 一种钛合金板材的制备方法 | |
| CN106032559A (zh) | 耐蚀高镍合金及其制造方法 | |
| CN113106356A (zh) | 一种高强度马氏体沉淀硬化不锈钢及其制备方法 | |
| CN102676882B (zh) | 一种耐磨、耐高温、耐腐蚀、高硬度合金材料 | |
| CN105839027A (zh) | 镍基耐蚀合金及其制造方法 | |
| CN110106448B (zh) | 低膨胀合金材料及其制备方法 | |
| CN103045905B (zh) | 一种低成本钛合金及其制备方法 | |
| CN117026012A (zh) | 一种低成本高性能ns336棒材及其制备方法 | |
| CN114645159B (zh) | 一种高温抗氧化高强度镍钨钴铬合金及制备方法 | |
| RU2161209C2 (ru) | Al-Mn-Si-N АУСТЕНИТНАЯ НЕРЖАВЕЮЩАЯ КИСЛОТОУПОРНАЯ СТАЛЬ | |
| CN115011856A (zh) | 一种低膨胀高温合金及其制备方法 | |
| CN115121993A (zh) | 一种高性能镍基合金焊丝的制备方法 | |
| CN112322986A (zh) | 一种抗菌奥氏体不锈钢 | |
| CN112025137A (zh) | 一种高温耐蚀镍基焊丝及其冶炼和制备方法 | |
| CN112030041B (zh) | 一种在含氧氢氟酸中具有耐腐蚀性的MonelK500A合金 | |
| CN116024481B (zh) | 一种低铬镍铁基高温合金及其制备方法 |
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 |