[发明专利]一种高温合金复合板及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高温合金复合板及其制备方法，该高温合金复合板包括NS1102合金基层以及设于所述NS1102合金基层上的GH4169合金复层；所述NS1102合金基层与所述GH4169合金复层的厚度比大于4：1。该高温合金复合板通过将GH4169合金与NS1102合金复合在一起，降低GH4169合金的使用量，可以控制使用成本，同时具备耐高温下流体冲刷性能。

技术领域

本发明涉及镍基合金领域，更具体地说，涉及一种高温合金复合板及其制备方法。

背景技术

多晶硅反应器采用NS1102镍基合金作为设备材料，由于多晶硅反应器高温下使用，最高使用温度接近600℃，但是部分管道接口处由于受粉状固体冲刷，对设备使用影响很大，因此迫切需要一直耐高温、耐磨损的材料，满足使用要求。

目前，通常的做法是增加材料的设计厚度来提高设备的使用年限，但这样做的缺点也比较明显，首先，粉状固体冲刷与流程冲刷不同，并不是均匀磨损，而是集中在某一通道冲刷磨损，造成局部破坏，增加厚度效果提升并不明显。应对腐蚀和磨损还有一种是表面堆焊一层镍基合金NiCrMo-3提高耐磨性，但由于合金强度不高，耐磨效果不明显；另外也有采用爆炸复合或机械复合等方式制造的复合板材料，由于复合层结合力等原因，使用寿命不高，无法解决粉状固体冲刷的问题。

通过对大量耐高温材料对比，发现GH4169合金是解决该问题的理想的材料，GH4169合金作为一类以铁、镍、铬基，加入Mo、Al、Ti、Nb大量强化元素，在600℃左右具有非常优异的高温性能，具有耐流体冲刷的能力，但由于材料成本非常高，不适合在工业上大规模应用，目前广泛应用于航空发动机和油气开采等特殊领域。

因此需要设计一种GH4169合金复合板，采用GH4169合金与NS1102合金复合在一起，降低GH4169合金的使用量，可以控制使用成本，同时具备耐高温下流体冲刷性能。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的是提供一种高温合金复合板及其制备方法，通过将GH4169合金与NS1102合金复合在一起，降低GH4169合金的使用量，可以控制使用成本，同时具备耐高温下流体冲刷性能。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明第一方面提供了一种高温合金复合板，包括NS1102合金基层以及设于所述NS1102合金基层上的GH4169合金复层；所述NS1102合金基层与所述GH4169合金复层的厚度比大于4：1。

优选地，所述NS1102合金基层与所述GH4169合金复层的结合强度大于300MPa。

优选地，所述NS1102合金基层的厚度为8～50mm，所述GH4169合金复层的厚度为2～4mm。

优选地，所述高温合金复合板的GH4169合金复层在室温下，抗拉强度≥1400MPa，硬度HB≥430；和/或

所述高温合金复合板的GH4169合金复层在600℃下，抗拉强度≥1160MPa。

本发明第二方面提供了一种如本发明第一方面所述的高温合金复合板的制备方法，包括以下步骤：

S1，坯料准备，选择NS1102合金板坯和GH4169合金板坯，并将所述NS1102合金板坯与所述GH4169合金板坯的结合面进行表面清理；

S2，焊接，将所述NS1102合金板坯与所述GH4169合金板坯进行焊接得到复合板坯，所述复合板坯的端部留有气孔，并在气孔上焊接用于抽真空的抽嘴，然后进行抽真空处理；

S3，轧制，将经步骤S2处理后的复合板坯进行加热并保温，再将所述复合板坯进行多道次轧制；

S4，热处理，将轧制后的复合板坯进行固溶处理后，空冷，然后再进行时效热处理后空冷至室温。