CN115786773B - 一种镍基耐蚀合金薄带材及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及镍基耐蚀合金技术领域，具体公开了一种镍基耐蚀合金薄带材及其制备方法。本申请的镍基耐蚀合金薄带材包括以下成分：C≤0.008%，S≤0.002%，P≤0.010%，Cr21.0~25.0%，Mo14.5~17.5%，Cu1.2~2.0%，Al0.10~0.50%，Co≤0.10%，Fe≤1.00%，Si≤0.05%，Mn≤0.50%，Mg≤0.02%，O≤0.005%，N≤0.010%，其余为Ni；上述镍基耐蚀合金薄带材的制备方法包括：冶炼、均匀化、热锻、热轧、固溶、固溶后表面处理、冷轧和退火。本申请的镍基耐蚀合金薄带材具有高表面质量、均匀的细晶组织、优异的室温拉伸性能和耐腐蚀性能。
Description
技术领域
本申请涉及镍基耐蚀合金技术领域，具体涉及一种镍基耐蚀合金薄带材及其制备方法。
背景技术
核电在提供能源的同时会产生大量的核废料，核废料处理不当将产生严重后果，甚至威胁到人类的生存环境。因此，如何安全处理核废料已成为一个与核安全同等重要的问题。随着核废料处理技术的发展，核废料处理容器的工况环境愈加严苛，为确保核废料不发生泄漏，避免环境污染，对容器用材提出了更高的要求：不仅需要具备较低的腐蚀速率，还应具有优异的力学性能以及良好的冷、热加工性能和焊接性能。
为了适应日益严苛的使用环境，一种高Cr、高Mo且含Cu的镍基耐蚀合金应运而生，独特的成分特点使得该类合金在硫酸、氢氟酸、硝酸和稀盐酸等多种复杂介质环境中均具有优异的抗腐蚀性能，成为核废料容器中关键部件的理想选材。近年来，镍基耐蚀合金板带、丝棒和管材产品在核废料处理领域得到了广泛应用。然而，目前生产的镍基耐蚀合金薄带材的组织、性能及表面质量较差，难以满足技术指标及使用要求。
发明内容
为了全面提高镍基耐蚀合金薄带材的组织、性能和表面质量，本申请提供一种镍基耐蚀合金薄带材及其制备方法。
本申请提供的镍基耐蚀合金薄带材，采用如下的技术方案：
一种镍基耐蚀合金薄带材，按质量百分比计，所述镍基耐蚀合金薄带材包括以下成分：C≤0.008%，S≤0.002%，P≤0.010%，Cr 21.0~25.0%，Mo 14.5~17.5%，Cu 1.2~2.0%，Al0.10~0.50%，Co≤0.10%，Fe≤1.00%，Si≤0.05%，Mn≤0.50%，Mg≤0.02%，O≤0.005%，N≤0.010%，其余为Ni。
优选地，按质量百分比计，所述镍基耐蚀合金薄带材包括以下成分：C：0.004~0.006%，S≤0.002%，P≤0.010%，Cr：23.0~24.0%，Mo：16.0~17.0%，Cu：1.5~1.7%，Al：0.3~0.4%，Co≤0.10%，Fe≤1.00%，Si≤0.05%，Mn≤0.50%，Mg≤0.02%，O≤0.005%，N≤0.010%，其余为Ni。
本申请通过调整镍基耐蚀合金薄带材中的C、Cr、Mo、Cu、Al元素的含量，并严格控制气体与杂质元素含量，使镍基耐蚀合金薄带材在制作过程中能保持良好的组织性能。
优选地，所述镍基耐蚀合金薄带材的厚度为0.05~0.30mm，宽度为180~350mm。
进一步地，所述耐蚀合金薄带材的厚度为0.07~0.30mm或0.07~0.10mm。
在一个具体的实施方案中，所述耐蚀合金薄带材的厚度为0.07mm或0.10mm。
在一个具体的实施方案中，所述耐蚀合金薄带材的宽度为200mm。
第二方面，本申请提供一种镍基耐蚀合金薄带材的制备方法，采用如下技术方案：
一种镍基耐蚀合金薄带材的制备方法，包括以下工序：真空感应冶炼、电渣重熔、均匀化、热锻、热轧、固溶、固溶后表面处理和冷轧；
所述均匀化工序为：将所述电渣重熔所得电渣锭置于均匀化设备中，然后采用三级均热方式进行处理；所述三级均热方式具体为：
S1：装炉温度≤600℃，之后以≤70℃/h的升温速度升至950~1050℃，保温时间5~10h；
S2：然后以≤40℃/h的升温速度升温至1150~1170℃，并进行保温，保温时间t根据电渣锭直径D确定：当D≤120mm时，t≥10h；当120＜D≤240mm时，t≥18h；当240＜D≤520mm时，t≥28h；当520＜D≤700mm时，t≥45h；
S3：再以≤30℃/h的升温速度升温至1180~1200℃，并进行保温，保温时间t根据电渣锭直径D确定：当D≤120mm时，t≥25h；当120＜D≤240mm时，t≥35h；当240＜D≤410mm时，t≥45h；当410＜D≤520mm时，t≥75h；当520＜D≤700mm时，t≥135h。
本申请中，均匀化工序采用了三级均热方式，通过三级均热方式能够使铸锭实现充分的均匀化效果。其中，一级均热阶段能够使铸锭各个部位均达到析出相开始溶解温度；二级均热阶段能够使铸锭中的析出相开始大量溶解；三级均热阶段能够使元素在高温下得到充分扩散，进一步消除铸造组织偏析，提高成分组织均匀性，有利于带材成品获得良好的强塑性匹配和耐腐蚀性能。
本申请中，所述均匀化工序中三级均热方式处理后，将炉温冷却至600℃以下出炉。
在一个具体的实施方案中，所述三级均热方式具体为：装炉温度为500℃，之后以70℃/h的升温速度升至1000℃，保温时间6h；然后以30℃/h的升温速度升温至1160℃，保温28h；再以30℃/h的升温速度升温至1190℃，保温48h。
在一个具体的实施方案中，所述三级均热方式具体为：装炉温度为500℃，之后以60℃/h的升温速度升至1000℃，保温时间8h；然后以30℃/h的升温速度升温至1170℃，保温30h；再以30℃/h的升温速度升温至1190℃，保温50h
优选地，所述热锻工序包括开坯；所述开坯采用两级均热方式，具体为：
S1：装炉温度≤600℃，之后以≤70℃/h的升温速度升至950~1050℃，保温时间2~5h
S2：然后以≤30℃/h的升温速度升温至1170~1190℃，并进行保温，保温时间t根据电渣锭直径D确定：当D≤120mm时，t≥2h；当120＜D≤240mm时，t≥4h；当240＜D≤520mm时，t≥6h；当520＜D≤700mm时，t≥8h；
本申请中，热锻工序中的开坯采用了两级均热方式，通过两级均热方式能够使铸锭经在均匀化处理冷却过程中形成的少量析出相得到充分溶解，获得高均质的铸锭，有利于提高镍基耐蚀合金薄带材的组织性能均匀性。
在一个具体的实施方案中，所述热锻工艺具体为：设定装炉温度为500℃，之后以70℃/h的升温速度升至1000℃，保温时间3.5h，然后以30℃/h的升温速度升温至1180℃，保温6h，之后立即开始锻造；其中，开坯变形量为37.5%；板坯锻造每火次变形量为45%，终锻温度为980℃，热锻后坯料厚度为45mm。
在一个具体的实施方案中，所述热锻工艺具体为：设定装炉温度为500℃，之后以70℃/h的升温速度升至1000℃，保温时间4h，然后以30℃/h的升温速度升温至1180℃，保温8h，之后立即开始锻造；其中，开坯变形量为40%；板坯锻造每火次变形量为40%，终锻温度为980℃，热锻后坯料厚度为50mm。
优选地，所述热锻工序还包括开坯板坯锻造；所述开坯变形量为35~40%，所述板坯锻造每火次变形量≥35%，终锻温度≥960℃，热锻后坯料厚度为40~80mm。
进一步地，所述热锻工序后还需进行热锻后表面处理，所述热锻后表面处理工序用机械修磨的方法去除热锻后坯料表面的氧化皮。
优选地，所述热轧工序中，加热温度为1180~1200℃，终轧温度≥960℃，每火次变形量为35~60%，热轧后坯料厚度为3~4mm。
优选地，所述固溶工序中的温度为1150~1180℃，保温时间为40~60min。
本申请中，固溶工序采用的冷却方式为水冷。
优选地，所述固溶后表面处理工序为：通过酸洗、机械修磨的方式对固溶后获得的板坯进行表面处理，获得带坯；所述带坯的表面粗糙度Ra值≤2.0μm。
本申请中，对固溶后的板坯进行表面处理，并将表面处理后的带坯的表面粗糙度Ra值控制在2.0μm以下，能够使最终的镍基耐蚀合金薄带材具备优异的表面质量。
优选地，所述冷轧工序中，每火次冷轧变形量为30~65%；
冷轧过程中，采用连续退火的方式进行退火，连续退火温度为1130~1160℃；
其中，对于冷轧所得厚度为1.5~2.0mm的带坯，连续退火后进一步采用台车炉或箱式炉进行中间退火，中间退火温度为1150~1180℃，保温时间为40~60min，冷却方式为水冷；
对于冷轧所得厚度为0.5~1.0mm的带坯，中间退火后采用砂带修磨带坯表面。
本申请中，通过将冷轧工序中的每火次变形量与连续退火温度控制在上述范围内，能够在实现对带材尺寸精度的精细控制的同时，获得兼具软化效果和均匀组织状态的中间带坯；另外，对不同厚度带坯分别进行中间退火与砂带修磨，能够获得表面质量高的中间带坯，进而获得高表面质量的带材。
优选地，所述镍基耐蚀合金薄带材的制备方法还包括成品冷轧和成品退火；所述成品冷轧工艺中，冷轧变形量为45~65%。
优选地，所述成品退火工艺中，成品退火温度为1110~1140℃。
本申请提供的镍基耐蚀合金薄带材的制备方法，通过优化均匀化工艺、热轧工艺、冷轧工艺、中间退火工艺、成品冷轧工艺和成品退火工艺等多种工艺步骤，实现镍基耐蚀合金薄带材的力学性能、耐腐蚀性能和表面质量的全面提升，进而获得细晶组织均匀、表面质量高、室温拉伸性能和耐腐蚀性能优异的镍基耐蚀合金薄带材。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1. 本申请提供了一种镍基耐蚀合金薄带材，通过调整镍基耐蚀合金薄带材中固溶强化元素Cr、以及耐腐蚀元素Mo和Cu等关键元素含量，严格控制气体与杂质元素含量，并优化均匀化制度、热轧制度、冷轧制度、中间退火制度、成品冷轧制度和成品退火制度，可以获得带材均匀细晶组织，从而全面提升带材力学性能、耐腐蚀性能和表面质量。
2. 本申请获得的厚度为0.05~0.30mm的镍基耐蚀合金薄带材的晶粒度为7.0~9.0级，室温抗拉强度≥800MPa，屈服强度≥400MPa，延伸率≥35%，表面粗糙度Ra值为0.11~0.15μm。
3. 利用本申请提供的镍基耐蚀合金薄带材制备方法制得的带材，其组织性能均匀性好，并且具有优异的室温拉伸性能、耐腐蚀性能和高表面质量，适合大范围推广应用。
附图说明
图1为本申请实施例1提供的镍基耐蚀合金薄带材晶粒组织照片。
图2为本申请实施例2提供的镍基耐蚀合金薄带材实物照片。
具体实施方式
本申请提供一种镍基耐蚀合金薄带材。按质量百分比计，所述镍基耐蚀合金薄带材包括以下成分：C≤0.008%，S≤0.002%，P≤0.010%，Cr 21.0~25.0%，Mo 14.5~17.5%，Cu1.2~2.0%，Al 0.10~0.50%，Co≤0.10%，Fe≤1.00%，Si≤0.05%，Mn≤0.50%，Mg≤0.02%，O≤0.005%，N≤0.010%，其余为Ni；进一步的，所述镍基耐蚀合金薄带材包括以下成分：C 0.004~0.006%，S≤0.002%，P≤0.010%，Cr 23.0~24.0%，Mo 16.0~17.0%，Cu 1.5~1.7%，Al 0.3~0.4%，Co≤0.10%，Fe≤1.00%，Si≤0.05%，Mn≤0.50%，Mg≤0.02%，O≤0.005%，N≤0.010%，其余为Ni。
本申请提供的镍基耐蚀合金薄带材的制备方法，具体包括以下工序：
（1）配料：按照各成分的添加量，将其混合均匀。
（2）真空感应熔炼：将各原料经真空感应熔炼炉冶炼、浇注成铸锭A。
（3）电渣重熔：将步骤（2）获得的铸锭A进行电渣重熔，获得电渣锭。
（4）均匀化：将步骤（3）获得的电渣锭采用三级均热方式进行处理，获得铸锭B；具体步骤如下：
（4-1）：装炉温度≤600℃，之后以≤70℃/h的升温速度升至950~1050℃，保温时间5~10h；
（4-2）：然后以≤40℃/h的升温速度升温至1150~1170℃，保温时间t根据电渣锭直径D确定：当D≤120mm时，t≥10h；当120＜D≤240mm时，t≥18h；当240＜D≤520mm时，t≥28h；当520＜D≤700mm时，t≥45h；
（4-3）：再以≤30℃/h的升温速度升温至1180~1200℃，保温时间t根据电渣锭直径D确定：当D≤120mm时，t≥25h；当120＜D≤240mm时，t≥35h；当240＜D≤410mm时，t≥45h；当410＜D≤520mm时，t≥75h；当520＜D≤700mm时，t≥135h；
（4-4）：最后将炉温冷却至600℃以下，即可获得铸锭B。
（5）热锻：将步骤（4）获得的铸锭B依次进行开坯和板坯锻造；其中，开坯变形量为35~40%，开坯采用两级均热方式；具体步骤如下：
（5-1）装炉温度≤600℃，之后以≤70℃/h的升温速度升至950~1050℃，保温时间2~5h；
（5-2）：然后以≤30℃/h的升温速度升温至1170~1190℃，保温时间t根据电渣锭直径D确定：当D≤120mm时，t≥2h；当120＜D≤240mm时，t≥4h；当240＜D≤520mm时，t≥6h；当520＜D≤700mm时，t≥8h；
（5-3）：立即开始板坯锻造，所述板坯锻造每火次变形量≥35%，终锻温度≥960℃，热锻后获得的坯料厚度为40~80mm。
（6）热锻后表面处理：采用机械修磨的方法去除热锻后坯料表面的氧化皮，获得厚坯料。
（7）热轧：对步骤（6）获得的厚坯料进行高温热轧，获得薄坯料；其中，热轧的加热温度为1180~1200℃，终轧温度≥960℃，每火次变形量为35~60%，薄坯料的厚度为3~4mm。
（8）固溶处理：对步骤（7）获得的薄坯料进行固溶处理，获得固溶处理后的板坯；其中固溶处理的温度为1150~1180℃，保温时间为40~60min。
（9）固溶后表面处理：通过酸洗、机械修磨的方式对步骤（8）固溶处理后的板坯进行表面处理，获得带坯；带坯的表面粗糙度Ra值≤2.0μm。
（10）冷轧：对步骤（9）获得的带坯进行冷轧，获得冷轧后带坯；其中，每火次冷轧变形量为30~65%；
在上述冷轧工序中，采用连续退火的方式、并在惰性气体保护下进行退火，连续退火温度为1130~1160℃。其中，对于厚度为1.5~2.0mm的带坯，连续退火后进一步采用台车炉或箱式炉进行中间退火，中间退火温度为1150~1180℃，保温时间为40~60min，冷却方式为水冷；对于厚度为0.5~1.0mm的带坯，中间退火后采用砂带修磨带坯表面。
（11）成品冷轧：将步骤（10）获得的带坯进行冷轧，冷轧变形量为45~65%。
（12）成品退火：将步骤（11）获得的冷轧后的成品进行退火处理，即可获得镍基耐蚀合金薄带材；其中，成品退火温度为1110~1140℃。
本申请中采用的合金原料均可通过商购获得。
以下结合实施例、附图说明及性能检测试验对本申请作进一步详细说明。
实施例
实施例1
实施例1提供一种镍基耐蚀合金薄带材。
该镍基耐蚀合金薄带材包含以下成分（按质量百分比计）：C：0.002%，S:0.0005%，P：0.001%，Cr：23.03%，Mo：15.86%，Cu：1.66%，Al：0.23%，Co：0.08%，Fe：0.04%，Si：0.049%，Mn：0.24%，Mg：0.0084%，O：0.0015%，N：0.0053%，其余为Ni。
上述镍基耐蚀合金薄带材的制备方法，具体包括以下工序：
（1）配料：按照镍基耐蚀合金薄带材各原料的添加量，将其混合均匀。
（2）真空感应熔炼：将各原料经真空感应熔炼炉冶炼、浇注成铸锭A。
（3）电渣重熔：将步骤（2）获得的铸锭A进行电渣重熔，获得电渣锭，电渣锭的直径D为440mm。
（4）均匀化：将步骤（3）获得的电渣锭置于均匀化处理炉的炉体内；并设定装炉温度为500℃，之后以70℃/h的升温速度升至1000℃，保温时间6h；然后以30℃/h的升温速度升温至1160℃，保温28h；再以30℃/h的升温速度升温至1190℃，保温48h，最后炉冷至600℃以下，出炉即可获得铸锭B，铸锭B的直径为440mm。
（5）热锻：将铸锭B首先进行开坯，设定装炉温度为500℃，之后以70℃/h的升温速度升至1000℃，保温时间3.5h，然后以30℃/h的升温速度升温至1180℃，保温6h，之后立即开始锻造；
其中，开坯变形量为37.5%；板坯锻造每火次变形量为45%，终锻温度为980℃，热锻后坯料厚度为45mm。
（6）热锻后表面处理：采用机械修磨的方法去除热锻后坯料表面的氧化皮，获得厚坯料。
（7）热轧：对步骤（6）获得的厚坯料进行高温热轧，获得薄坯料；其中，热轧的加热温度为1180℃，终轧温度为980℃，每火次变形量为45%，薄坯料的厚度为3.5mm。
（8）固溶处理：对步骤（7）获得的薄坯料进行固溶处理，获得固溶处理后的板坯；其中固溶处理的温度为1160℃，保温时间为45min，冷却方式为水冷。
（9）固溶后表面处理：通过酸洗、机械修磨的方式对步骤（8）固溶处理后的板坯进行表面处理，获得带坯；带坯的表面粗糙度Ra值为2.0μm。
（10）冷轧：对步骤（9）获得的带坯进行冷轧，获得冷轧后带坯；
轧程为3.5→1.9→1.0→0.5→0.19mm，各轧程火次变形量分别为46%、47%、50%、和62%；
在上述冷轧工序中，采用连续退火的方式、并在氩气保护下进行退火，连续退火温度为1140℃。其中，对于厚度为1.9mm的带坯，连续退火后进一步采用台车炉或箱式炉进行退火，中间退火温度为1150℃，保温时间为50min，冷却方式为水冷；对于厚度为1.0mm的带坯，中间退火后采用砂带修磨带坯表面。
（11）成品冷轧：将步骤（10）获得的0.19mm的带坯进行成品冷轧，冷轧变形量为47%，从而获得厚度为0.1mm的带坯。
（12）成品退火：将步骤（11）获得的带坯在1130℃进行退火处理，即可获得镍基耐蚀合金薄带材。
本实施例获得的镍基耐蚀合金薄带材的厚度为0.1mm，宽度为200mm。经检测上述镍基耐蚀合金薄带材的晶粒度为8.0级，室温抗拉强度为857MPa，屈服强度为455MPa，延伸率为37.6%，表面粗糙度Ra值为0.125μm；对步骤（10）中，厚度为1.9mm的带坯按ASTM A262的C法进行晶间腐蚀试验，测得腐蚀速率为0.73mm/a。
实施例2
实施例2提供一种镍基耐蚀合金薄带材。
该镍基耐蚀合金薄带材包含以下成分（按质量百分比计）：C：0.005%，S:0.0004%，P：0.003%，Cr：22.21%，Mo：15.58%，Cu：1.60%，Al：0.29%，Co：0.08%，Fe：0.03%，Si：0.031%，Mn：0.23%，Mg：0.0073%，O：0.0010%，N：0.0025%，其余为Ni。
上述镍基耐蚀合金薄带材的制备方法，具体包括以下工序：
（1）配料：按照镍基耐蚀合金薄带材各原料的添加量，将其混合均匀。
（2）真空感应熔炼：将各原料经真空感应熔炼炉冶炼、浇注成铸锭A。
（3）电渣重熔：将步骤（2）获得的铸锭A进行电渣重熔，获得电渣锭，电渣锭的直径D为440mm。
（4）均匀化：将步骤（3）获得的电渣锭置于均匀化处理炉的炉体内；并设定装炉温度为500℃，之后以60℃/h的升温速度升至1000℃，保温时间8h；然后以30℃/h的升温速度升温至1170℃，保温30h；再以30℃/h的升温速度升温至1190℃，保温50h，最后炉冷至600℃以下，出炉即可获得铸锭B，铸锭B的直径为440mm。
（5）热锻：将铸锭B首先进行开坯，设定装炉温度为500℃，之后以70℃/h的升温速度升至1000℃，保温时间4h，然后以30℃/h的升温速度升温至1180℃，保温8h，之后立即开始锻造；
其中，开坯变形量为40%；板坯锻造每火次变形量为40%，终锻温度为980℃，热锻后坯料厚度为50mm。
（6）热锻后表面处理：采用机械修磨的方法去除热锻后坯料表面的氧化皮，获得厚坯料。
（7）热轧：对步骤（6）获得的厚坯料进行高温热轧，获得薄坯料；其中，热轧的加热温度为1190℃，终轧温度为980℃，每火次变形量为50%，薄坯料的厚度为4.0mm。
（8）固溶处理：对步骤（7）获得的薄坯料进行固溶处理，获得固溶处理后的板坯；其中固溶处理的温度为1150℃，保温时间为60min，冷却方式为水冷。
（9）固溶后表面处理：通过酸洗、机械修磨的方式对步骤（8）固溶处理后的板坯进行表面处理，获得带坯；带坯的表面粗糙度Ra值为1.8μm。
（10）冷轧：对步骤（9）获得的带坯进行冷轧，获得冷轧后带坯；
轧程为4.0→2.0→1.0→0.5→0.19mm，各轧程火次变形量分别为50%、50%、50%、和62%；
在上述冷轧工序中，采用连续退火的方式、并在氩气保护下进行退火，连续退火温度为1130℃。其中，对于厚度为2.0mm的带坯，连续退火后进一步采用台车炉或箱式炉进行退火，中间退火温度为1160℃，保温时间为60min，冷却方式为水冷；对于厚度为1.0mm的带坯，中间退火后采用砂带修磨带坯表面。
（11）成品冷轧：将步骤（10）获得的0.19mm的带坯进行成品冷轧，冷轧变形量为63%，从而获得厚度为0.07mm的带坯。
（12）成品退火：将步骤（11）获得的带坯在1120℃进行退火处理，即可获得镍基耐蚀合金薄带材。
本实施例获得的镍基耐蚀合金薄带材的厚度为0.07mm，宽度为200mm。经检测上述镍基耐蚀合金薄带材的晶粒度为8.0级，室温抗拉强度为835MPa，屈服强度为421MPa，延伸率为35.2%，表面粗糙度Ra值为0.115μm；对步骤（10）中，厚度为2.0mm的带坯按ASTM A262的C法进行晶间腐蚀试验，测得腐蚀速率为0.84mm/a。
实施例3
实施例3提供一种镍基耐蚀合金薄带材。
上述实施例与实施例1的不同之处在于：镍基耐蚀合金薄带材中各成分的用量，具体如下：
实施例3提供的镍基耐蚀合金薄带材包含以下成分（按质量百分比计）：C：0.005%，S:0.0005%，P：0.001%，Cr：23.03%，Mo：16.25%，Cu：1.66%，Al：0.34%，Co：0.08%，Fe：0.04%，Si：0.049%，Mn：0.24%，Mg：0.0084%，O：0.0015%，N：0.0053%，其余为Ni。
本实施例获得的镍基耐蚀合金薄带材的厚度为0.1mm，宽度为200mm。经检测上述镍基耐蚀合金薄带材的晶粒度为ASTM 8.0级，室温抗拉强度为866MPa，屈服强度为462MPa，延伸率为37.4%，表面粗糙度Ra值为0.124μm；对步骤（10）中，厚度为1.9mm的带坯按ASTMA262的C法进行晶间腐蚀试验，测得腐蚀速率为0.71mm/a。
对比例
对比例1
对比例1提供一种镍基耐蚀合金薄带材。
上述对比例与实施例1的不同之处在在于：镍基耐蚀合金薄带材中各成分的用量，具体如下：
对比例1提供的镍基耐蚀合金薄带材包含以下成分（按质量百分比计）：C：0.01%，S：0.0005%，P：0.001%，Cr：19.5%，Mo：3.0%，Cu：2.5%，Al：0.6%，Co：0.08%，Fe：0.04%，Si：0.049%，Mn：0.24%，Mg：0.0084%，O：0.0015%，N：0.0053%，其余为Ni。
对比例1获得的镍基耐蚀合金薄带材的厚度为0.1mm，宽度为200mm。经检测上述镍基耐蚀合金薄带材的晶粒度为ASTM7.0级，室温抗拉强度为720MPa，屈服强度为350MPa，延伸率为28.5%，表面粗糙度Ra值为0.14μm；对步骤（10）中，厚度为1.9mm的带坯按ASTM A262的C法进行晶间腐蚀试验，测得腐蚀速率为4.0mm/a。
对比例2
对比例2提供一种镍基耐蚀合金薄带材。
上述对比例与实施例1的不同之处在在于：（4）均匀化工序，具体如下：
对比例2提供的镍基耐蚀合金薄带材的制备方法中，（4）均匀化工序为：将步骤（3）获得的电渣锭置于均匀化处理炉的炉体内，并设定装炉温度为500℃，之后以70℃/h的升温速度将炉温升温至1190℃，保温48h，最后炉冷至600℃以下，出炉即可获得铸锭B。
将步骤（3）获得的电渣锭置于均匀化处理设备的炉体内；并设定装炉温度为500℃，之后以70℃/h的升温速度升至1160℃，保温28h；再以30℃/h的升温速度升温至1190℃，保温48h，最后炉冷至600℃以下，出炉即可获得铸锭B。
对比例2获得的镍基耐蚀合金薄带材的厚度为0.1mm，宽度为200mm。经检测上述镍基耐蚀合金薄带材的晶粒度为ASTM7.5级，室温抗拉强度为750MPa，屈服强度为372MPa，延伸率为30%，表面粗糙度Ra值为0.132μm；对步骤（10）中，厚度为1.9mm的带坯按ASTM A262的C法进行晶间腐蚀试验，测得腐蚀速率为0.98mm/a。
对比例3
对比例3提供一种镍基耐蚀合金薄带材。
上述对比例与实施例1的不同之处在在于：（10）冷轧工序，具体如下：
对比例3提供的镍基耐蚀合金薄带材的制备方法中，（10）冷轧工序为：对步骤（9）获得的带坯进行冷轧，获得冷轧后带坯；
轧程为3.5→2.8→2.15→1.72→1.37→1.0→0.6→0.36→0.19mm，各轧程火次变形量分别为20%、23%、20%、20%、27%、40%、40%和47%；
在上述冷轧工序中，各火次冷轧的退火温度均为1140℃，保温时间均为20min，中间退火后采用风冷。
对比例3获得的镍基耐蚀合金薄带材的厚度为0.1mm，宽度为200mm。经检测上述镍基耐蚀合金薄带材的晶粒度为ASTM7.0级，室温抗拉强度为749MPa，屈服强度为365MPa，延伸率为29.5%，表面粗糙度Ra值为0.141μm；对步骤（10）中，厚度为1.9mm的带坯按ASTM A262的C法进行晶间腐蚀试验，测得腐蚀速率为1.53mm/a。
综上所述，本申请提供的镍基耐蚀合金薄带材具有较高的表面质量、均匀的细晶组织、优异的室温拉伸性能和耐腐蚀性能，能够完全满足技术指标及使用要求。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (11)
1.一种镍基耐蚀合金薄带材，其特征在于，按质量百分比计，所述镍基耐蚀合金薄带材包括以下成分：C≤0.008%，S≤0.002%，P≤0.010%，Cr 21.0~25.0%，Mo 14.5~17.5%，Cu 1.2~2.0%，Al 0.10~0.50%，Co≤0.10%，Fe≤1.00%，Si≤0.05%，Mn≤0.50%，Mg≤0.02%，O≤0.005%，N≤0.010%，其余为Ni；
所述镍基耐蚀合金薄带材的制备方法，包括以下工序：真空感应冶炼、电渣重熔、均匀化、热锻、热轧、固溶、固溶后表面处理和冷轧；
所述均匀化工序为：将所述电渣重熔所得电渣锭置于均匀化设备中，然后采用三级均热方式进行处理；所述三级均热方式具体为：
S1：装炉温度≤600℃，之后以≤70℃/h的升温速度升至950~1050℃，保温时间5~10h；
S2：然后以≤40℃/h的升温速度升温至1150~1170℃，并进行保温，保温时间t根据电渣锭直径D确定：当D≤120mm时，t≥10h；当120＜D≤240mm时，t≥18h；当240＜D≤520mm时，t≥28h；当520＜D≤700mm时，t≥45h；
S3：再以≤30℃/h的升温速度升温至1180~1200℃，并进行保温，保温时间t根据电渣锭直径D确定：当D≤120mm时，t≥25h；当120＜D≤240mm时，t≥35h；当240＜D≤410mm时，t≥45h；当410＜D≤520mm时，t≥75h；当520＜D≤700mm时，t≥135h。
2.根据权利要求1所述的镍基耐蚀合金薄带材，其特征在于，按质量百分比计，所述镍基耐蚀合金薄带材包括以下成分：C 0.004~0.006%，S≤0.002%，P≤0.010%，Cr 23.0~24.0%，Mo 16.0~17.0%，Cu 1.5~1.7%，Al 0.3~0.4%，Co≤0.10%，Fe≤1.00%，Si≤0.05%，Mn≤0.50%，Mg≤0.02%，O≤0.005%，N≤0.010%，其余为Ni。
3.根据权利要求1或2所述的镍基耐蚀合金薄带材，其特征在于，所述镍基耐蚀合金薄带材的厚度为0.05~0.30mm，宽度为180~350mm。
4.如权利要求1-3中任一项所述的镍基耐蚀合金薄带材的制备方法，其特征在于，包括以下工序：真空感应冶炼、电渣重熔、均匀化、热锻、热轧、固溶、固溶后表面处理和冷轧；
所述均匀化工序为：将所述电渣重熔所得电渣锭置于均匀化设备中，然后采用三级均热方式进行处理；所述三级均热方式具体为：
S1：装炉温度≤600℃，之后以≤70℃/h的升温速度升至950~1050℃，保温时间5~10h；
S2：然后以≤40℃/h的升温速度升温至1150~1170℃，并进行保温，保温时间t根据电渣锭直径D确定：当D≤120mm时，t≥10h；当120＜D≤240mm时，t≥18h；当240＜D≤520mm时，t≥28h；当520＜D≤700mm时，t≥45h；
S3：再以≤30℃/h的升温速度升温至1180~1200℃，并进行保温，保温时间t根据电渣锭直径D确定：当D≤120mm时，t≥25h；当120＜D≤240mm时，t≥35h；当240＜D≤410mm时，t≥45h；当410＜D≤520mm时，t≥75h；当520＜D≤700mm时，t≥135h。
5.根据权利要求4所述的镍基耐蚀合金薄带材的制备方法，其特征在于，所述热锻工序包括开坯；所述开坯采用两级均热方式，具体为：
S1：装炉温度≤600℃，之后以≤70℃/h的升温速度升至950~1050℃，保温时间2~5h
S2：然后以≤30℃/h的升温速度升温至1170~1190℃，并进行保温，保温时间t根据电渣锭直径D确定：当D≤120mm时，t≥2h；当120＜D≤240mm时，t≥4h；当240＜D≤520mm时，t≥6h；当520＜D≤700mm时，t≥8h。
6.根据权利要求4所述的镍基耐蚀合金薄带材的制备方法，其特征在于，所述热轧工序中，加热温度为1180~1200℃，终轧温度≥960℃，每火次变形量为35~60%。
7.根据权利要求4所述的镍基耐蚀合金薄带材的制备方法，其特征在于，所述固溶工序中的温度为1150~1180℃，保温时间为40~60min。
8.根据权利要求4所述的镍基耐蚀合金薄带材的制备方法，其特征在于，所述固溶后表面处理工序为：通过酸洗、机械修磨的方式对固溶后获得的板坯进行表面处理，获得带坯；所述带坯的表面粗糙度Ra值≤2.0μm。
9.根据权利要求4所述的镍基耐蚀合金薄带材的制备方法，其特征在于，所述冷轧工序中，每火次冷轧变形量为30~65%；
冷轧过程中，采用连续退火的方式进行退火，连续退火温度为1130~1160℃；
其中，对于冷轧所得厚度为1.5~2.0mm的带坯，连续退火后进一步采用台车炉或箱式炉进行中间退火，中间退火温度为1150~1180℃，保温时间为40~60min，冷却方式为水冷；
对于冷轧所得厚度为0.5~1.0mm的带坯，中间退火后采用砂带修磨带坯表面。
10.根据权利要求4所述的镍基耐蚀合金薄带材的制备方法，其特征在于，所述镍基耐蚀合金薄带材的制备方法还包括成品冷轧和成品退火；所述成品冷轧工艺中，冷轧变形量为45~65%。
11.根据权利要求10所述的镍基耐蚀合金薄带材的制备方法，其特征在于，所述成品退火工艺中，成品退火温度为1110~1140℃。
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| GR01 | Patent grant | ||
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