[发明专利]改善Incoloy 800合金管材耐腐蚀性能的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及金属材料的形变及热处理工艺技术领域，更具体的说涉及改善Incoloy 800合金管材耐腐蚀性能的工艺 。

背景技术

Incoloy 800是一种铁镍铬基高温合金，由于具有高蠕变断裂强度、良好的可焊性、耐应力腐蚀开裂性能等，主要被应用于压水堆蒸汽发生器传热管。Incoloy 800合金基体为γ相，是典型的面心立方晶格。

材料的许多性能都与晶界的特性有关，例如晶间断裂、腐蚀、滑移、偏聚、扩散等问题受到晶界结构的影响。在二十世纪八十年代出现了“晶界工程”这一研究领域。在晶界工程研究过程中，广泛使用的是重位点阵模型。重位点阵，即CSL（coincidence site lattice）点阵。在晶界工程研究中，低重位点阵（CSL）晶界被定义为低层错能晶界，而剩余的其它高层错能晶界被称为随机晶界。低∑CSL晶界必须符合∑≤29。采用现在工艺制成的Incoloy 800合金，低∑CSL晶界比例为50%左右，耐腐蚀性较差。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足之处，提供改善Incoloy 800合金管材耐腐蚀性能的工艺 ，其结构简单、操作容易，通过简单的工艺，以较低温度退火就可以提高Incoloy 800合金中的低∑CSL晶界比例，提高其耐腐蚀性能，在生产中实际可行，能够取得明显的经济效益。

 为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：改善Incoloy 800合金管材耐腐蚀性能的工艺 ，包括以下步骤：

a）将Incoloy 800合金管材在960-990℃保温10-20分钟，然后降温至常温；

b）进行冷轧变形，变形量为3-8%；

c）进行再结晶退火，在960-990℃保温5-18分钟，然后降温至常温。

本发明的工艺方法是应用于Incoloy 800合金管材成型加工过程中的最后一道工序，可以适用的Incoloy 800合金管材的外径15-22mm，壁厚1.0-1.25mm，采用现有技术加工好的管材通过本工艺可以实现在不改变合金成分的前提下提高材料的耐晶间腐蚀性能，对材料的抗应力腐蚀、蠕变、疲劳性能也有改善，材料在处理之前，必须先进行固溶处理，将Incoloy 800合金在960-990℃保温10-20分钟，然后再进行3-8%的冷轧变形，冷轧变形量需要精确控制在此范围内，过大、过小都不行，会使∑CSL晶界比例明显降低，冷轧后进行再结晶退火，在960-990℃保温5-18分钟，降至常温。这种小变形量后的再结晶退火可显著提高材料中的∑3n晶界（n=1,2,3）比例，从而提高总体低∑CSL晶界的比例，在结晶退火的保温时间应控制在5-18分钟范围内，保温时间过长会使∑CSL晶界比例明显降低。

采用本发明的工艺，能够获得低∑CSL晶界比例至少为70%（Palumbo-Aust标准）的材料，而经传统工艺加工的材料中低∑CSL晶界比例为50%左右，低∑CSL晶界比例高的材料与低∑CSL晶界比例低的材料相比，具有明显好的耐腐蚀性能。

作为优选，所述Incoloy 800合金管材成分的质量百分比为：C≤0.03，Si：0.30-0.70，Mn：0.40-1.00，P+S≤0.015，Ni：32.0-35.0，Cr：21.0-23.0，Co≤0.08，Al：0.15-0.45，Ti≤0.60，Cu≤0.75，N≤0.030，余量为Fe。

本发明的工艺，尤其适用上述成分构成的Incoloy 800合金。

作为优选，所述Incoloy 800合金管材成分的质量百分比为：C ：0.017 %，Ni ：32.84%，Cr ：22.04%，Co ：0.015%，Al ：0.18%，Ti ：0.42%，Cu ：0.029%，Mn 0.66%，B ：0.0013%，Si：0.51%，P： 0.010%，N ：0.0093%，S ：0.0005%，余量为Fe。

本发明的工艺，尤其适用上述成分构成的Incoloy 800合金。

作为优选，所述步骤a）中，保温温度为980℃，所述步骤c）中，保温温度为980℃。

上述设置，能够提高低∑CSL晶界比例。

作为优选，所述步骤a）中，保温温度为980-985℃，所述步骤c）中，保温温度为980-985℃。

作为优选，所述步骤a）中，降温采用水冷降温；所述步骤c）中，降温采用水冷降温。

上述设置，操作简单，使用方便，能够提高低∑CSL晶界比例。