[发明专利]核电用1Cr15Ni36W3Ti合金棒材热处理方法的优化

说明书

本发明公开一种核电用1Cr15Ni36W3Ti合金棒材热处理方法的优化，目的是通过优化合金成品热处理方法，进一步提高该合金在室温及高温下的强度值。技术方案是采取直接时效热处理工艺，在700℃±10℃范围内保温50h后空冷。优化后热处理工艺的合金中的γ′含量明显增加，且晶粒细小均匀，可显著提高合金温及高温下强度，同时并且没有降低合金的塑性，提高了1Cr15Ni36W3Ti合金力学性能的裕度，进一步保证合金在服役过程中的稳定性。本发明的优点在于：明显提高了该合金的室温及高温的拉伸强度，同时并没有明显降低产品的拉伸塑性。

技术领域

本发明属于金属材料制造领域，具体涉及核电用1Cr15Ni36W3Ti合金锻材、轧制棒材制造方法。

背景技术

本合金属于铁镍基热强型合金，原俄罗斯牌号为З612、ХН35ВТ。该合金为单项奥氏体组织，通过铬、钨元素进行为固溶强化，合金中较高含量的锰起到抗氧化作用，适当含量的钛元素有利于γ′相的形成，有利于提高合金的室温及高温强度。由于该合金具有良好的热强性，650℃温度下的持久性能可达5万小时～10万小时，主要用于燃气轮机叶片、圆盘、转子及连接件。此外，由于其良好的高温稳定性，可用于制造第四代核电中的紧固件、连接件等器件。合金生产的主要难点：1Cr15Ni36W3Ti合金已在俄罗斯作为核电材料生产，但由于技术保密，无法获得有相关的技术材料。因此，该合金作为核电材料首次在国内生产，没有可以借鉴的生产工艺及参考文献。

发明内容

本发明公开核电用1Cr15Ni36W3Ti合金锻材、轧制棒材制造方法，目的是通过采取非真空感应+电渣重熔冶炼工艺，控制锻造及轧制的加热温度及变形量，提高合金的室温及高温强度。

本发明采取以下技术方案：

1、工艺路线：

1)非真空感应炉冶炼→电渣重熔冶炼→3150t快锻机开坯→1800t 精锻机锻制棒材→成品热处理→精整→探伤→表面检验→包装；

2)非真空感应炉冶炼→电渣重熔冶炼→3150t快锻机开坯→1800t 精锻机开坯→坯料精整→轧制棒材→成品热处理→精整→探伤→表面检验→包装

2、具体工艺措施：

1)冶炼

合金采用非真空感应+电渣重熔炼工艺生产，电渣锭尺寸为成品化学成分符合表1规定。

表1

2)3150t快锻开坯

锻造开坯尺寸为锻制棒材的210mm八角坯，锻造开坯过程中要求加热温度为1020℃～1060℃，单锤压下控制在60mm～80mm，加工比达到 3～5，锻造终锻温度为800℃～820℃。

3)1800t精锻开坯/成材

开坯及成材过程要求加热温度为1010℃～1030℃，总变形量为30％～ 50％，锻造终锻温度为830℃～850℃。

4)坯料精整

对棒坯进行表面精整处理,表面进行全表面磨光，确保棒坯表面质量满足后续轧制要求。

5)轧制

棒材轧制加热温度为1020℃～1040℃，加热过程中保证坯料温度均匀，终轧温度为850℃～880℃。

6)成品热处理

成品热处理制度为：固溶温度控制在1080℃～1100℃，保温时间为 30分钟后水冷；时效温度控制在690℃～710℃，保温时间50h后空冷。

本发明创新点：