[发明专利]一种牌号为J75的高强度耐氢脆奥氏体合金及制备方法

摘要

本发明涉及沉淀强化奥氏体合金领域，具体地说是一种牌号为J75的高强度耐氢脆奥氏体合金及其制备方法。按重量百分计，合金化学成分为，B0.0008～0.0025，C≤0.020，S≤0.006，P≤0.006，Si0.10～0.30，Ni29.00～32.00，Cr13.50～16.50，Mo1.00～1.60，V0.15～0.35，Ti1.80～2.40，Al0.10～0.40，Fe余量。合金采用真空感应加真空自耗熔炼，经锻造和/或轧制成形，直径不大于80mm的热轧棒材晶粒度不低于6级，直径大于80mm的热轧棒材和锻材不低于5级。直径不大于65mm的棒材检验结果应符合GB/T 4162中AA级规定，直径大于65mm的棒材检验结果应符合GB/T 4162中A级规定。

主权项

一种牌号为J75的高强度耐氢脆奥氏体合金，其特征在于，按重量百分比计，该合金的成分范围如下：C 0.004；Si 0.18；S 0.001；P 0.006；Ni 30.1；B 0.0018；Cr 14.82；Mo 1.32；Al 0.22；Ti 2.23；V 0.27；Fe余；规格为Φ65mm的J75合金轧制棒材，采用CaO坩埚，在1.0吨真空感应炉上熔炼合金，熔炼过程中进行一次精炼和一次精炼脱硫处理，随后浇铸铸锭；铸锭经表面打磨处理后进行自耗冶炼，自耗冶炼铸锭经打磨处理后进行锻造、轧制制备成Φ65mm规格的合金棒材，制备过程为：（1）、以磷含量0.006 wt.%工业纯铁、电解镍、金属铬、金属钼及其它中间合金：硅铁、钛铁、铝铁、硼铁和钒铁为原料，熔炼前将Fe、Ni、Cr和Mo装入坩埚中，将硅铁、钛铁、铝铁、硼铁、钒铁和钙质脱硫剂装入料斗；（2）、采用CaO坩埚进行真空感应熔炼，在1540℃精炼10分钟，随后依次加入硅铁、钛铁、铝铁、硼铁、钒铁和脱硫剂，添加顺序为硅铁、钛铁、铝铁、硼铁、钒铁和钙质脱硫剂，再次进行10分钟精炼，利用CaO坩埚的热稳定性和脱硫剂进行脱碳、脱硫处理，在1520℃浇铸铸锭；（3）、所述铸锭进行真空自耗冶炼，自耗铸锭规格为Φ315mm；（4）、所述自耗铸锭，在1140℃保温时间为6h，开坯锻造温度1120℃，终锻温度900℃，获得锻棒；在锻至最终规格前允许回炉再加热，回炉加热三次，在1120℃保温时间为1.5h，锻棒为截面145×145mm方棒；（5）、所述锻棒在1130℃保温时间为3h后进行轧制，开坯轧制温度1120℃，终轧温度860℃，一次轧制成所需规格棒材，不进行中间退火处理，轧棒尺寸为Φ65mm；（6）、取步骤5中的轧棒，垂直于轧棒纵截面切取金相试样，按标准的金相试验方法制备试样，按GB/T 9394规定进行晶粒度评定，评定结果显示合金棒材平均晶粒度为8.5级；（7）、取步骤5中的轧棒，在1/4直径处切取试样进行固溶处理，固溶处理温度控制在980℃，保温时间1h后水淬；（8）、取步骤7中经固溶处理后的棒材进行740℃保温8h的时效处理，空冷；（9）、取步骤7中经固溶处理后的棒材，沿轧制棒材纵截面截取金相试样，按标准的金相试验方法制备试样，按GB/T 10561进行夹杂物评定，合金中的非金属夹杂物满足如下要求：细系，A0级，B0级，D0.5级，三类之和0.5级；粗系，A0级，B0级，D0级，三类之和0级；其中，A为硫化物类、B为氧化铝类、D为球状氧化物类，三类之和为A+B+D；（10）、取步骤8中经时效处理后的棒材加工拉伸试样，按GB/T 228.1进行室温力学性能检测；（11）、取步骤8中经时效处理后的棒材，加工拉伸试样，按GB/T 4338进行550℃力学性能检测；（12）、取步骤8中经时效处理后的棒材加工拉伸试样，随后进行300℃、10MPa、体积纯度99.999%的高纯氢、10天的充氢处理，按GB/T 228.1进行力学性能检测；（13）、取步骤5中的轧棒进行超声波检验，检验结果符合GB/T 4162中AA级规定。