CN115821146A - 一种强化型高温合金板材及其制造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及合金技术领域，且公开了一种强化型高温合金板材，所述合金的元素组成及各成分的重量百分比含量为：C≤0.07％；Si：≤0.05％；Mn：≤1.4％；P≤0.014％；Cr：20‑21％；Ni：35‑38％；Mo≤2.6‑3.1％；W：4.8‑5.7％，Nb：1.20‑1.50％；B≤0.009％；Ce≤0.04％；Cu≤0.24％；其余为Fe，该种强化型高温合金板材及其制造工艺，直接采用真空冶炼，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；通过多次锻造和多次轧制，可提升本发明的合金板材具有更佳的强度性能与延伸率。
Description
技术领域
本发明涉及合金技术领域，特别是涉及一种强化型高温合金板材及其制造工艺。
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。
高温合金具有良好的高温强度和抗氧化抗腐蚀性能、优异的抗疲劳和抗蠕变性能、断裂性能和组织稳定性，是现代国防建设和国民经济发展不可替代的关键材料。高温合金的发展与航空发动机和各种工业燃气轮机的发展密切相关，在航空发动机中，主要应用于导向器、涡轮叶片、涡轮盘和燃烧室四大热端部件。先进高温合金材料和工艺的研制属高技术领域，高温合金的发展水平是一个国家工业水平高低的标志之一，也是一个国家国防力量强弱的标志之一。世界各先进国家都非常重视高温合金的研究、生产和应用，并投入了大量的人力和物力。
现有的高温合金在冶炼后，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，同时多元多相的大规格合金铸锭在烧结过程中因各相膨胀各异而导致合金铸锭开裂和组织性能不均等问题。
发明内容
针对上述技术问题，本发明的目的是提供一种强化型高温合金板材及其制造工艺。
为达到本发明的目的，本发明的一种强化型高温合金板材，所述合金的元素组成及各成分的重量百分比含量为：C≤0.07％；Si：≤0.05％；Mn：≤1.4％；P≤0.014％；Cr：20-21％；Ni：35-38％；Mo≤2.6-3.1％；W：4.8-5.7％，Nb：1.20-1.50％；B≤0.009％；Ce≤0.04％；Cu≤0.24％；其余为Fe。
优选地，所述合金的元素组成及各成分的重量百分比含量为：C：0.07％；Si：：0.01％；Mn：：1.4％；P：0.004％；Cr：21％；Ni：35％；Mo：3.1％；W：4.8％，Nb：1.50％；B：0.002％；Ce：0.04％；Cu：0.04％；其余为Fe。
优选地，所述合金的元素组成及各成分的重量百分比含量为：C：0.03％；Si：：0.03％；Mn：：1.0％；P：0.010％；Cr：20.5％；Ni：36％；Mo：2.8％；W：5.1％，Nb：1.30％；B：0.005％；Ce：0.02％；Cu：0.14％；其余为Fe。
优选地，所述合金的元素组成及各成分的重量百分比含量为：C：0.03％；Si：：0.05％；Mn：：0.4％；P：0.014％；Cr：20％；Ni：38％；Mo：2.6％；W：5.7％，Nb：1.20％；B：0.009％；Ce：0.01％；Cu：0.24％；其余为Fe。
一种强化型高温合金板材的制造工艺，包括以下步骤：
(1)冶炼：
a、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；
b、装料后合炉盖抽开始真空小于8帕时，方可送电熔化，开始小功率熔化，最后大功率熔化直至熔清，熔清后倾动坩锅3-5次，降低功率进行精炼；
c、精炼时间保持60分钟，精炼结束后进行(停电)降温结膜，再大功率升温，然后再降低功率,冲氩至0.7-0.8大气压；
d、出钢温度至1460℃～1560℃，进行浇注。
(2)锻造：
a、第一锻造步骤：在加热温度1100±50℃之间，将该铸锭进行一镦粗一拔长，锻后空冷，空冷后修磨去除其表面的氧化膜，以形成一坯料；
b、第二锻造步骤：在加热温度960±50℃之间，将该第一锻造步骤后的坯料进行一镦粗一拔长，锻后空冷，空冷后修磨去除其表面的氧化膜，以形成一坯料；
c、第三锻造步骤：在加热温度930±50℃之间，将该第二锻造步骤后的坯料进行一镦粗一拔长，锻后空冷，空冷后修磨去除其表面的氧化膜，以形成一坯料，然后进行锻后回炉，锻制成板坯；
(3)轧制：
a、第一热处理步骤：在加热温度1080±80℃之间，将该板胚进行滚轧，使该板胚的原始厚度减至第一厚度；
b、第二热处理步骤：在加热温度980±80℃之间，将该第一热处理步骤后的板胚进行滚轧，使该板胚的第一厚度减至第二厚度，然后你进行水淬；
c、第三热处理步骤：在加热温度880±80℃之间，将该第二热处理步骤后的板胚进行滚轧，使该板胚的第二厚度减至第三厚度。
(4)退火：
将上述板胚进行退火处理，得到强化型高温合金板材，退火温度为980℃～1080℃。
采用本发明所设计的强化型高温合金板材及其制造工艺与现有技术相比，具有如下优点：
1.该种强化型高温合金板材及其制造工艺，直接采用真空冶炼，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.该种强化型高温合金板材及其制造工艺，通过多次锻造和多次轧制，可提升本发明的合金板材具有更佳的强度性能与延伸率。
3.该种强化型高温合金板材及其制造工艺，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：
一种强化型高温合金板材，包括以下组成元素及各成分的重量百分比含量为：C：0.07％；Si：：0.01％；Mn：：1.4％；P：0.004％；Cr：21％；Ni：35％；Mo：3.1％；W：4.8％，Nb：1.50％；B：0.002％；Ce：0.04％；Cu：0.04％；其余为Fe。
实施例2：
一种强化型高温合金板材，包括以下组成元素及各成分的重量百分比含量为：C：0.03％；Si：：0.03％；Mn：：1.0％；P：0.010％；Cr：20.5％；Ni：36％；Mo：2.8％；W：5.1％，Nb：1.30％；B：0.005％；Ce：0.02％；Cu：0.14％；其余为Fe。
实施例3：
一种强化型高温合金板材，包括以下组成元素及各成分的重量百分比含量为：C：0.03％；Si：：0.05％；Mn：：0.4％；P：0.014％；Cr：20％；Ni：38％；Mo：2.6％；W：5.7％，Nb：1.20％；B：0.009％；Ce：0.01％；Cu：0.24％；其余为Fe。
一种强化型高温合金板材的制造工艺，包括以下步骤：
(1)冶炼：
a、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；
b、装料后合炉盖抽开始真空小于8帕时，方可送电熔化，开始小功率熔化，最后大功率熔化直至熔清，熔清后倾动坩锅3-5次，降低功率进行精炼；
c、精炼时间保持60分钟，精炼结束后进行(停电)降温结膜，再大功率升温，然后再降低功率,冲氩至0.7-0.8大气压；
d、出钢温度至1460℃～1560℃，进行浇注。
(2)锻造：
a、第一锻造步骤：在加热温度1100±50℃之间，将该铸锭进行一镦粗一拔长，锻后空冷，空冷后修磨去除其表面的氧化膜，以形成一坯料；
b、第二锻造步骤：在加热温度960±50℃之间，将该第一锻造步骤后的坯料进行一镦粗一拔长，锻后空冷，空冷后修磨去除其表面的氧化膜，以形成一坯料；
c、第三锻造步骤：在加热温度930±50℃之间，将该第二锻造步骤后的坯料进行一镦粗一拔长，锻后空冷，空冷后修磨去除其表面的氧化膜，以形成一坯料，然后进行锻后回炉，锻制成板坯；
(3)轧制：
a、第一热处理步骤：在加热温度1080±80℃之间，将该板胚进行滚轧，使该板胚的原始厚度减至第一厚度；
b、第二热处理步骤：在加热温度980±80℃之间，将该第一热处理步骤后的板胚进行滚轧，使该板胚的第一厚度减至第二厚度，然后你进行水淬；
c、第三热处理步骤：在加热温度880±80℃之间，将该第二热处理步骤后的板胚进行滚轧，使该板胚的第二厚度减至第三厚度。
(4)退火：
将上述板胚进行退火处理，得到强化型高温合金板材，退火温度为980℃～1080℃。
本发明，直接采用真空冶炼，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；通过多次锻造和多次轧制，可提升本发明的合金板材具有更佳的强度性能与延伸率；制造工艺步骤简练，成本低，便于推广。
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)
1.一种强化型高温合金板材，其特征在于，所述合金的元素组成及各成分的重量百分比含量为：C≤0.07％；Si：≤0.05％；Mn：≤1.4％；P≤0.014％；Cr：20-21％；Ni：35-38％；Mo≤2.6-3.1％；W：4.8-5.7％，Nb：1.20-1.50％；B≤0.009％；Ce≤0.04％；Cu≤0.24％；其余为Fe。
2.根据权利要求1所述的一种强化型高温合金板材，其特征在于，所述合金的元素组成及各成分的重量百分比含量为：C：0.07％；Si：：0.01％；Mn：：1.4％；P：0.004％；Cr：21％；Ni：35％；Mo：3.1％；W：4.8％，Nb：1.50％；B：0.002％；Ce：0.04％；Cu：0.04％；其余为Fe。
3.根据权利要求1所述的一种强化型高温合金板材，其特征在于，所述合金的元素组成及各成分的重量百分比含量为：C：0.03％；Si：：0.03％；Mn：：1.0％；P：0.010％；Cr：20.5％；Ni：36％；Mo：2.8％；W：5.1％，Nb：1.30％；B：0.005％；Ce：0.02％；Cu：0.14％；其余为Fe。
4.根据权利要求1所述的一种强化型高温合金板材，其特征在于，所述合金的元素组成及各成分的重量百分比含量为：C：0.03％；Si：：0.05％；Mn：：0.4％；P：0.014％；Cr：20％；Ni：38％；Mo：2.6％；W：5.7％，Nb：1.20％；B：0.009％；Ce：0.01％；Cu：0.24％；其余为Fe。
5.一种强化型高温合金板材的制造工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)冶炼：
a、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；
b、装料后合炉盖抽开始真空小于8帕时，方可送电熔化，开始小功率熔化，最后大功率熔化直至熔清，熔清后倾动坩锅3-5次，降低功率进行精炼；
c、精炼时间保持60分钟，精炼结束后进行(停电)降温结膜，再大功率升温，然后再降低功率,冲氩至0.7-0.8大气压；
d、出钢温度至1460℃～1560℃，进行浇注。
(2)锻造：
a、第一锻造步骤：在加热温度1100±50℃之间，将该铸锭进行一镦粗一拔长，锻后空冷，空冷后修磨去除其表面的氧化膜，以形成一坯料；
b、第二锻造步骤：在加热温度960±50℃之间，将该第一锻造步骤后的坯料进行一镦粗一拔长，锻后空冷，空冷后修磨去除其表面的氧化膜，以形成一坯料；
c、第三锻造步骤：在加热温度930±50℃之间，将该第二锻造步骤后的坯料进行一镦粗一拔长，锻后空冷，空冷后修磨去除其表面的氧化膜，以形成一坯料，然后进行锻后回炉，锻制成板坯；
(3)轧制：
a、第一热处理步骤：在加热温度1080±80℃之间，将该板胚进行滚轧，使该板胚的原始厚度减至第一厚度；
b、第二热处理步骤：在加热温度980±80℃之间，将该第一热处理步骤后的板胚进行滚轧，使该板胚的第一厚度减至第二厚度，然后你进行水淬；
c、第三热处理步骤：在加热温度880±80℃之间，将该第二热处理步骤后的板胚进行滚轧，使该板胚的第二厚度减至第三厚度。
(4)退火：
将上述板胚进行退火处理，得到强化型高温合金板材，退火温度为980℃～1080℃。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20230321 |