CN1508278A - 一种高温合金管材的加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高温合金管材的加工工艺，具体操作步骤：1)将棒材于1050～1150℃固溶处理，保温时间：0.5～1小时，水冷，棒材中心钻孔制成旋压坯料；2)将旋压坯料旋压4～6道次，中间进行真空固溶处理，温度：1050～1150℃，时间0.5～1小时，气淬；3)将旋压的管材经1050～1150℃真空退火处理，保温时间：0.5～1小时，气淬，作为冷轧管坯；4)将冷轧管坯轧制出冷轧管；5)将冷轧管真空固溶处理，温度：1050～1150℃，时间0.5～1小时，气淬，冷轧出成品管材。本发明对于加工具有较高室温强度和高温强度的高温合金管材，工艺设备简单、容易成型、可以有效提高合金管材的质量、成品率。

Description

一种高温合金管材的加工工艺
背景技术
本发明属于材料加工领域，具体是一种高温合金管材的加工工艺。
技术领域
对于加工具有较高的室温强度和高温强度，中等管径，一定的长度和壁厚的高温合金管材，从管材加工工艺考虑，有相当的难度。其技术难点在于：高温合金一般不适合于用热穿管方法生产管坯，因合金的高温强度较高，热穿管时不易在顶头部位形成一定的空腔。另外，采用热挤压方法制备高强度管坯，变形抗力大，挤压成型困难，也很难找到适合的挤压润滑剂，挤压管坯的内外表面质量也难以保证。同时对于较大尺寸的挤压坯料，需要较大吨位的挤压机进行挤压，一般单位并不具备该种设备。
发明内容
本发明的目的是对于具有较高室温强度和高温强度的高温合金，提供一种工艺设备简单、容易成型、可以有效提高合金管材的质量、成品率的高温合金管材的加工工艺。
本发明的技术方案是采用冷旋压和冷轧的加工工艺，具体操作步骤如下：
1)将棒材于1050～1150℃固溶处理，保温时间：0.5～1小时，水冷，棒材加工成旋压坯料；
2)将旋压坯料旋压4～6道次，中间进行真空固溶处理，温度：1050～1150℃，时间0.5～1小时，气淬；
3)将旋压的管材经1050～1150℃真空退火处理，保温时间：0.5～1小时，气淬，作为冷轧管坯；
4)将冷轧管坯进行1～3道次轧制出冷轧管；
5)将上述冷轧管真空固溶处理，温度：1050～1150℃，时间0.5～1小时，气淬，再进行1～3道次冷轧出成品管材。
所述步骤2)将旋压坯料旋压4～6道次，每旋压1～3道次，中间进行1次真空固溶处理；所述第一道次旋压的变形比为4～8％，第二次旋压的变形比为10～18％，第三次旋压的变形比为10～18％，第四次旋压的变形比为24～32％，第五次旋压的变形比为24～32％；所述步骤4)轧制变形比25％～32％；所述步骤5)轧制变形比35％～45％。
本发明的优点：
生产工艺简便，生产成本低，成品率高。本发明对于加工具有较高室温强度和高温强度的高温合金管材，工艺设备简单、容易成型、可以有效提高合金管材的质量、成品率，可以加工出一种中等管径，一定的长度和壁厚的高温合金管材，加工出的合金管材表面光亮，使用性能良好，完全符合使用要求，生产的高温合金管材具有很高的综合性能，避免了采用热穿管工艺时，因合金的高温强度较高，热穿管不易在顶头部位形成空腔的问题，以及采用热挤压工艺，时变形抗力大，挤压成型困难，难找到适合的挤压润滑剂等一系列问题。
附图说明
图1为具体实施方式中125合金管材的实物照片。
图2为本发明工艺流程图。
图3为实施例1工艺流程图。
具体实施方式
对所研制的具有较高室温强度和高温强度的125高温合金，加工出内径50～60mm，壁厚3～5mm的管材，采用冷旋压和冷轧的加工工艺加工管材，具体操作步骤如下：
1)将125合金锻造成的φ100mm的长棒材截短，于1100℃固溶处理，保温1小时，水冷，精加工成φ95mm×～500mm的棒材，棒材中心钻孔制成旋压坯料。
2)采用冷旋压和冷轧制工艺制备管材，旋压的芯棒和旋轮由9CrSi材料制成，芯棒尺寸为φ59mm×1500mm，考虑到合金的强度与不锈钢及碳钢的差异，旋压采用小变形量及中间真空固溶处理的工艺制度，坯料共旋压5道次，每旋压2道次，中间进行1次真空固溶处理，温度：1100℃，时间0.8小时，气淬；第一道次旋压的变形比为6.8％，第二次旋压的变形比为14.1％，第三次旋压的变形比为15.2％，第四次旋压的变形比为28％，第五次旋压的变形比为29％。旋压管坯和旋压结束管材尺寸如表1。
表1
 管坯号               旋压管坯              旋压管
    外径(mm)      壁厚(mm)   长度(mm)     外径(mm)     壁厚(mm)     长度(mm)
    ABCDEFGHILMN     94.894.795.095.094.995.094.894.894.795.094.895.0     17.7017.6217.7517.7517.7017.7517.6217.7517.5017.6517.6517.65    450452515515448515454448448452450452     73.273.273.573.473.273.573.373.273.073.273.073.0     6.856.907.207.106.907.206.856.796.966.706.906.81     122012101400139012151400125512151210120512701240
3)旋压管材经1120℃真空退火处理，保温0.5小时，气淬，作为LG55轧机的冷轧管坯。选用φ75/62mm的轧辊和φ58/48mm的芯棒，1道次LG55轧制出符合LD60轧机要求的冷轧管，轧制变形比为28.2％。表2给出LG55轧机冷轧的坯料和轧制的管材尺寸。
表2
  管坯号              冷轧管坯              冷轧管
    外径(mm)     壁厚(mm)     长度(mm)     外径(mm)     壁厚(mm)     长度(mm)
    73.273.273.573.473.273.573.373.273.073.273.073.0     6.856.907.207.106.907.206.856.796.966.706.906.81     122012101400139012151400125512151210120512701240     63.163.262.762.763.362.763.063.063.263.063.063.0     5.655.755.455.255.655.255.505.455.655.605.555.50     169716792091212216912045172116991679164317251714
4)将冷轧管1050℃真空固溶处理，时间0.5小时，气淬，选择孔径为φ68/55mm的轧辊，φ51/48mm的芯棒，LD60轧机2道次冷轧出成品尺寸管材，轧制变形比为40％。LD60冷轧管机轧制的成品管材尺寸列于表3中，成品管材的实物照片如图1。
表3
  管坯号               冷轧管坯
 外径(mm)   壁厚(mm)  长度(mm)
    ABCDEFGHILMN     57.057.157.057.157.057.056.957.157.057.057.057.1     3.503.493.453.533.503.513.503.563.523.513.503.49     293028903450334529353340295029052860284029502940
125合金管材的拉伸性能如表4所示，表4给出125合金管材与的125合金拉伸性能的对比结果，可见管材强度和塑性与合金的基本一致，合金管材的室温硬度(HB)为：169.5。
表4
  试验温度(℃)                  125合金管材                     125合金
    σ0.2(MPa)     σb(MPa)     δ(％)   硬度(HB)    σ0.2(MPa)     σb(MPa)     δ(％)    Ψ(％)
  室温     399     832     52.0   169.5     354     828     55.0    69.0
  600     343     736     49.5     231     677     54.0    60.0
  700     411     613     23.0     365     629     32.0    31.0
  800     431     535     36.5     392     426     20.0    23.0
  850     321     412     53.0     375     473     31.5    40.5
  900     171     256     75.8     222     421     67.0    91.0
  1000     97     111    85.6
  1100     64     61    80.6
  1150     48     51    75.0
  1200     39     40    68.5
  1250     30     31    53.6

Claims (5)

1.一种高温合金管材的加工工艺，其特征在于采用冷旋压和冷轧的加工工艺，具体操作步骤如下：
1)将棒材于1050～1150℃固溶处理，保温时间：0.5～1小时，水冷，棒材加工成旋压坯料；
2)将旋压坯料旋压4～6道次，中间进行真空固溶处理，温度：1050～1150℃，时间0.5～1小时，气淬；
3)将旋压的管材经1050～1150℃真空退火处理，保温时间：0.5～1小时，气淬，作为冷轧管坯；
4)将冷轧管坯进行1～3道次轧制出冷轧管；
5)将上述冷轧管真空固溶处理，温度：1050～1150℃，时间0.5～1小时，气淬，再进行1～3道次冷轧出成品管材。
2.按照权利要求1所述高温合金管材的加工工艺，其特征在于所述步骤2)将旋压坯料旋压4～6道次，每旋压1～3道次，中间进行1次真空固溶处理。
3.按照权利要求2所述高温合金管材的加工工艺，其特征在于第一道次旋压的变形比为4～8％，第二次旋压的变形比为10～18％，第三次旋压的变形比为10～18％，第四次旋压的变形比为24～32％，第五次旋压的变形比为24～32％。
4.按照权利要求1所述高温合金管材的加工工艺，其特征在于所述步骤4)轧制变形比25％～32％。
5.按照权利要求1所述高温合金管材的加工工艺，其特征在于所述步骤5)轧制变形比35％～45％。
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