專(zhuān)利名稱：一種鎳基高溫合金管材的加工工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于管材加工技術(shù)，具體地說(shuō)是一種鎳基高溫合金管材的加工工藝。
背景技術(shù)：
Inconel690合金作為一種高鉻、低碳含量的鎳基高溫合金，因其具有優(yōu)異的抗腐蝕性能，在苛刻耐蝕環(huán)境下發(fā)揮重要作用，其中應(yīng)用最廣的核電站蒸發(fā)器用管材。而我國(guó)核電站蒸發(fā)器用Inconel690合金管材，因國(guó)內(nèi)生產(chǎn)技術(shù)不過(guò)關(guān)，一直進(jìn)口。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種鎳基高溫合金管材的加工工藝，采用本發(fā)明耐蝕合金管材的熱、冷加工生產(chǎn)技術(shù)，可以低成本地生產(chǎn)出高性能鎳基高溫合金，為其將來(lái)在核電等領(lǐng)域的應(yīng)用奠定了良好的基礎(chǔ)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下本發(fā)明管坯通過(guò)熱穿孔制備，熱穿孔的坯料采用低雜質(zhì)、高塑性的變形合金棒材，棒材表面加工后，在加熱爐中的加熱溫度為1000～1100℃。熱穿孔的參數(shù)為軋輥與導(dǎo)板控制的橢圓度為1.10～1.15，Mo頂頭伸出量為50～70mm。上述熱穿孔技術(shù)制備的管坯，采用質(zhì)量百分比濃度為5％的HF加質(zhì)量百分比濃度為15％的HNO3于60～70℃酸洗后，進(jìn)入后續(xù)管材的冷加工工序。
熱穿管坯可用冷拉拔加冷軋制或直接冷軋出成品合金管材。其中冷拉拔用B2O3作潤(rùn)滑劑，累計(jì)冷加工變形量不超過(guò)50％，拉速控制在0.5～3.0m/min。中間道次固溶處理溫度采用1100℃～1150℃，根據(jù)不同壁厚管材，選擇處理時(shí)間為20～30min。固溶處理的管材用質(zhì)量百分比濃度為5％的HF加質(zhì)量百分比濃度為15％的HNO3酸洗，去除表面的氧化皮，進(jìn)入冷軋制加工工序。
冷軋制也選用B2O3作潤(rùn)滑劑，累計(jì)冷加工變形量不超過(guò)60％，中間道次固溶處理溫度采用1100℃～1150℃，處理時(shí)間為20～30min。最后一道冷扎管材的固溶處理可用上述固溶溫度常壓下處理10～30分鐘，經(jīng)酸洗制備合格尺寸的成品管材。最后一道冷扎管材也可用真空光亮固溶處理制備出的成品管材，所述真空光亮處理是將管材放入密閉的具有惰性氣體保護(hù)的容器中，加熱溫度為1100℃～1150℃，時(shí)間為20～30min，之后管材與整個(gè)容器一起進(jìn)行淬火處理，使管材表面不會(huì)氧化而光亮。
所述冷拉拔道次可以為2～3次，每次變形量為10～30％。
所述冷軋制道次可以為1次，變形量為40～60％。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下1、本發(fā)明管坯由低雜質(zhì)含量、高塑性的變形合金棒材通過(guò)熱穿孔制備，然后采用冷拉拔加冷軋制，或直接冷軋的加工技術(shù)制備成品管材，采用本發(fā)明耐蝕合金管材的熱、冷加工生產(chǎn)技術(shù)，可以低成本地生產(chǎn)出高性能鎳基高溫合金，為其將來(lái)在核電等領(lǐng)域的應(yīng)用奠定了良好的基礎(chǔ)。
2、本發(fā)明適用于Inconel690等鎳基高溫合金。


圖1為本發(fā)明加工工藝生產(chǎn)的合金管材照片。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例11.Inconel690合金管坯的熱穿孔現(xiàn)場(chǎng)工藝用102無(wú)縫熱穿孔機(jī)組進(jìn)行了Inconel 690合金棒料的熱穿孔。加熱爐為斜滾底式連續(xù)加熱爐，重油加熱Inconel 690合金鍛造棒料。穿管用Mo頂頭，潤(rùn)滑劑為B2O3，穿孔機(jī)軋輥間距B(a)＝66mm，導(dǎo)板間距π(b)＝75～76mm，頂頭伸出量C＝60mm，表1給出了Inconel690合金棒料熱穿孔的現(xiàn)場(chǎng)記錄數(shù)據(jù)。
表1 Inconel690合金棒料熱穿孔現(xiàn)場(chǎng)記錄結(jié)果

用質(zhì)量百分比濃度為5％的HF加質(zhì)量百分比濃度為15％的HNO3的酸液，70℃下酸洗熱穿管坯，潤(rùn)泡8小時(shí)，清水沖洗，去除管坯內(nèi)外表面的氧化皮。
2.管坯的冷拉拔將酸洗后的4支熱穿孔管坯，用B2O3做潤(rùn)滑劑，實(shí)施兩道次的冷拔第一道拉拔91×9mm→84×7.75mm(帶芯棒)，變形量為20％，拉拔速度為0.5m/min。
第二道拉拔84×7.75mm→78×6.5mm(帶芯棒)，變形量為21％，拉拔速度為1m/min。
冷拉拔管的表面去油將管坯放入質(zhì)量百分比濃度為5％的HF加質(zhì)量百分比濃度為15％的HNO3水溶液65℃潤(rùn)泡15min，清水沖洗。
冷拉拔管中間道次固溶處理固溶溫度為1125℃，保溫時(shí)間25分鐘。
固溶處理冷拉拔管去氧化皮將管坯放入質(zhì)量百分比濃度為5％的HF加質(zhì)量百分比濃度為15％的HNO3水溶液于60～70℃潤(rùn)泡25min，清水沖洗去除內(nèi)外表面的氧化皮。
上述處理的冷拉拔管壁無(wú)裂紋，說(shuō)明該合金適應(yīng)于拉拔變形。
3.冷拉拔管的接續(xù)冷軋制用LG80軋機(jī)對(duì)固溶處理的冷拉拔管進(jìn)行一道次冷軋制，潤(rùn)滑劑為B2O3，管材由78×6.5mm軋成57.6×4.1mm，變形量為52.8％，軋制速度為0.5m/min。用同樣的方法去除軋管表面的油污，在滾底式爐中進(jìn)行固溶處理，固溶溫度為1125℃，固溶時(shí)間為25分鐘。固溶處理后的管材用質(zhì)量百分比濃度為5％的HF加質(zhì)量百分比濃度為15％的HNO3的酸液，浸泡8小時(shí)，去除管材內(nèi)外表面的氧化皮。圖1給出經(jīng)過(guò)拋光截?cái)嗟腎nconel690合金成品管材，管材經(jīng)無(wú)損超聲探傷，未發(fā)現(xiàn)任何缺陷。
經(jīng)試驗(yàn)，本發(fā)明熱穿孔時(shí)，合金棒料的加熱溫度可以為1000～1100℃，橢圓度可以為1.10～1.15，Mo頂頭伸出量可以為50～70mm；冷拉拔道次可以為2～3次，每次變形量可以為10～30％；冷軋制道次一般為1次，變形量可以為40～60％；冷拉拔或冷軋制中間道次的固溶處理溫度可以為1100℃～1150℃，時(shí)間可以為20～30min，最后一道冷軋管的熱處理可以采用上述固溶溫度常壓下處理10～30分鐘；另外，最后一道冷扎管材也可用真空光亮固溶處理制備出的成品管材，所述真空光亮處理是將管材放入密閉的具有惰性氣體保護(hù)的容器中，加熱溫度為1100℃～1150℃，時(shí)間為20～30min，之后管材與整個(gè)容器一起進(jìn)行淬火處理，使管材表面不會(huì)氧化而光亮。上述工藝參數(shù)均可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，由于其實(shí)施較為簡(jiǎn)單，故不再贅述。
權(quán)利要求
1.一種鎳基高溫合金管材的加工工藝，其特征在于包括如下步驟1)管坯由變形合金棒材通過(guò)熱穿孔制備，合金管坯的熱穿孔工藝為熱穿孔用變形合金棒料的加熱溫度為1000～1100℃；熱穿孔參數(shù)為橢圓度為1.10～1.15，Mo頂頭伸出量為50～70mm；熱穿孔的管坯酸洗后，進(jìn)入管材冷加工工序；2)合金成品管材采用冷拉拔與冷軋制結(jié)合的方式制備；所述冷拉拔為a)冷拔潤(rùn)滑劑為B2O3，冷拔累計(jì)變形量不超過(guò)50％，拉速控制在0.5～3.0m/min；b)在1100℃～1150℃對(duì)中間道次冷拔管進(jìn)行固溶處理，處理時(shí)間為20～30min；c)酸洗；所述冷軋制為a)用B2O3作為潤(rùn)滑劑進(jìn)行冷軋制，累計(jì)變形量不超過(guò)60％；b)中間道次于1100℃～1150℃固溶處理，時(shí)間為20～30min；c)酸洗；d)最后一道冷軋管的熱處理采用上述固溶溫度常壓下處理10～30分鐘，處理后的管材酸洗制備出成品管材。
2.按照權(quán)利要求1所述合金管材的加工工藝，其特征在于所述冷拉拔道次為2～3次，每次變形量為10～30％。
3.按照權(quán)利要求1所述合金管材的加工工藝，其特征在于所述經(jīng)固溶處理的冷拔管用質(zhì)量百分比濃度為5％的HF加質(zhì)量百分比濃度為15％的HNO3酸液于60～70℃進(jìn)行酸洗，去除表面的氧化皮。
4.按照權(quán)利要求1所述合金管材的加工工藝，其特征在于所述合金成品管材采用直接冷軋的方式制備。
5.按照權(quán)利要求1或4所述合金管材的加工工藝，其特征在于所述最后一道冷軋管的熱處理采用將冷軋管進(jìn)行真空光亮固溶處理，制備出要求尺寸的成品管材。
6.按照權(quán)利要求1或4所述合金管材的加工工藝，其特征在于所述冷軋制道次為1次，變形量為40～60％。
7.按照權(quán)利要求1或4所述合金管材的加工工藝，其特征在于所述經(jīng)固溶處理的冷軋管用質(zhì)量百分比濃度為5％的HF加質(zhì)量百分比濃度為15％的HNO3酸液于60～70℃進(jìn)行酸洗，去除表面的氧化皮。
8.按照權(quán)利要求1所述合金管材的加工工藝，其特征在于所述合金為Inconel690合金。
全文摘要
本發(fā)明屬于管材加工技術(shù)，具體地說(shuō)是一種鎳基高溫合金管材的加工工藝。管坯由低雜質(zhì)含量、高塑性的變形合金棒材通過(guò)熱穿孔制備，熱穿孔的工藝參數(shù)為棒料加熱溫度1000～1100℃，熱穿孔控制軋輥與導(dǎo)板間的橢圓度為1.10～1.15，Mo頂頭伸出量50～70mm。熱穿管坯經(jīng)后續(xù)的拉拔加軋制或直接軋制的冷加工技術(shù)制備出成品合金管材，其中冷拉拔的累積變形量要不超過(guò)50％，拉速控制在0.5～3m/min；冷軋制的累積變形量不超過(guò)60％。中間道次管材冷加工后及成品管材進(jìn)行固溶處理。采用本發(fā)明耐蝕合金管材的熱、冷加工生產(chǎn)技術(shù)，可以低成本地生產(chǎn)出高性能鎳基高溫合金，為其將來(lái)在核電等領(lǐng)域的應(yīng)用奠定了良好的基礎(chǔ)。
文檔編號(hào)C23G1/02GK1796044SQ20041010046
公開(kāi)日2006年7月5日 申請(qǐng)日期2004年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月24日
發(fā)明者高明, 劉奎, 馬穎澈, 曲文生, 張順南 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院金屬研究所