CN117568571A - 一种超超临界火电机组用Ni-Fe基高温合金小棒坯制备方法 - Google Patents
一种超超临界火电机组用Ni-Fe基高温合金小棒坯制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种超超临界火电机组用Ni‑Fe基高温合金小棒坯制备方法，包括如下材料：C：0.03‑0.04，Si：≤0.10，Cr：15.5‑16.5，Mo：0.7‑0.9，W：0.1‑0.3；B：0.002‑0.005，Fe：41.0‑43.0，Nb：≤0.05，Ta：≤0.05，Al：1.3‑1.5，Ti：2.0‑2.2，其余为Ni，包括如下步骤：S1、真空感应+真空自耗获得均匀致密的高温合金铸锭；S2、坯料锻造，将S1中所得高温合金铸锭放入加热炉加热，缓慢升温至1170℃‑1190℃，铸锭到温后保温时间≥150h，然后炉冷至1100‑1150℃保温，进行开坯锻造，开始锻造温度≥950℃，终锻温度≥850℃；本发明通过双真空冶炼+开坯+轧制+热处理的方式制备Ni‑Fe基高温合金小棒坯，最终获得性能满足要求的超超临界火电机组用的小规格Ni‑Fe基高温棒材。
Description
技术领域
本发明涉及有色金属加工技术领域，具体为一种超超临界火电机组用Ni-Fe基高温合金小棒坯制备方法。
背景技术
随着火电的发展，燃煤发电机组效率已经得到了明显的提升，作为目前在全球范围内应用最广的超超临界火电机组，稳定运行参数已达600℃，大幅提高了燃煤发电效率，但坚持提高燃煤发电机组机组效率，提高煤炭利用效率，减少排放，实现煤炭洁净高效利用，从而达到节能减排的目的，是解决现阶段能源与环境问题的有效途径。
火电机组效率的提升与服役材料的优化与升级密不可分，随着超超临界火电机组参数的不断提高，火电用候选材料从耐热钢正在向Ni-Fe基高温合金转变，尤其是当超超临界机组参数达到600℃以上时，耐热钢已经不能完全满足机组运行要求，相比于耐热钢，Ni-Fe基高温合金具有更加优良的综合性能，可以使承受更高的火电运行参数，与耐热钢不同的是，Ni-Fe基高温合金一方面为单相奥氏体，在高温环境下热稳定性更好，性能更优，另一方面，Ni-Fe基高温合金中更高数量密度的强化相使得其使用上限进一步提升，但Ni-Fe基高温合金由于合金元素多，合金含量更高，由此带来的熔炼及后续成型相比于耐热钢更复杂，如何制备高组织均匀性的合金材料对于提高火电效率及安全运行显得尤为重要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超超临界火电机组用Ni-Fe基高温合金小棒坯制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案一种超超临界火电机组用Ni-Fe基高温合金小棒坯制备方法，包括如下材料：C：0.03-0.04，Si：≤0.10，Cr：15.5-16.5，Mo：0.7-0.9，W：0.1-0.3；B：0.002-0.005，Fe：41.0-43.0，Nb：≤0.05，Ta：≤0.05，Al：1.3-1.5，Ti：2.0-2.2，其余为Ni，包括如下步骤：
S1、真空感应+真空自耗获得均匀致密的高温合金铸锭；
S2、坯料锻造，将S1中所得高温合金铸锭放入加热炉加热，缓慢升温至1170℃-1190℃，铸锭到温后保温时间≥150h，然后炉冷至1100-1150℃保温，进行开坯锻造，开始锻造温度≥950℃，终锻温度≥850℃；
S3、将S2中得到的轧制棒材进行两火、多道次轧制，得到轧制棒坯；
S4、将步骤S3所得轧制棒材经两步热处理，得到最终可直接用于超临界火电机组零件用的Ni-Fe基高温合金小棒材。
作为优选，所述的高温合金小棒材规格为Φ45mm-Φ85mm。
作为优选，所述S2中的坯料锻造采用连续回炉锻造，每火次变形量为15％-35％。
作为优选，所述S3中的两火多道次轧制，加热温度范围为1050℃-1120℃。
作为优选，所述的多道次轧制中设有中间回炉保温，回炉温度为1040℃-1070℃，每火次变形量55％-75％。
作为优选，所述S4中的两步热处理温度范围为980℃-1080℃，冷却方式为水冷或更快冷却。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明通过快锻开坯+轧制成型+热处理的路线，成品棒坯晶粒度控制在3-4级。
(2)本发明通过成型及热处理工艺优化，可以大幅改善材料的强度与塑性之间的匹配度。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种技术方案：一种超超临界火电机组用Ni-Fe基高温合金小棒坯制备方法，包括如下材料：C：0.03-0.04，Si：≤0.10，Cr：15.5-16.5，Mo：0.7-0.9，W：0.1-0.3；B：0.002-0.005，Fe：41.0-43.0，Nb：≤0.05，Ta：≤0.05，Al：1.3-1.5，Ti：2.0-2.2，其余为Ni，包括如下步骤：
S1、真空感应+真空自耗获得均匀致密的高温合金铸锭；
S2、坯料锻造，将S1中所得高温合金铸锭放入加热炉加热，缓慢升温至1170℃-1190℃，铸锭到温后保温时间≥150h，然后炉冷至1100-1150℃保温，进行开坯锻造，开始锻造温度≥950℃，终锻温度≥850℃；
S3、将S2中得到的轧制棒材进行两火、多道次轧制，得到轧制棒坯；
S4、将步骤S3所得轧制棒材经两步热处理，得到最终可直接用于超临界火电机组零件用的Ni-Fe基高温合金小棒材。
所述的高温合金小棒材规格为Φ45mm-Φ85mm。
所述S2中的坯料锻造采用连续回炉锻造，每火次变形量为15％-35％。
所述S3中的两火多道次轧制，加热温度范围为1050℃-1120℃。
所述的多道次轧制中设有中间回炉保温，回炉温度为1040℃-1070℃，每火次变形量55％-75％。
所述S4中的两步热处理温度范围为980℃-1080℃，冷却方式为水冷或更快冷却。
实施例
一种超超临界火电机组用Ni-Fe基高温合金小棒坯制备方法，包括如下材料：C：0.03-0.04，Si：≤0.10，Cr：15.5-16.5，Mo：0.7-0.9，W：0.1-0.3；B：0.002-0.005，Fe：41.0-43.0，Nb：≤0.05，Ta：≤0.05，Al：1.3-1.5，Ti：2.0-2.2，其余为Ni，包括如下步骤：
S1、真空感应+真空自耗获得均匀致密的高温合金铸锭；
S2、坯料锻造，将S1中所得高温合金铸锭放入加热炉加热，缓慢升温至1170℃-1190℃，铸锭到温后保温时间≥150h，然后炉冷至1100-1150℃保温，进行开坯锻造，开始锻造温度≥950℃，终锻温度≥850℃；
S3、将S2中得到的轧制棒材进行两火、多道次轧制，得到轧制棒坯；
S4、将步骤S3所得轧制棒材经两步热处理，得到最终可直接用于超临界火电机组零件用的Ni-Fe基高温合金小棒材。
所述的高温合金小棒材规格为Φ45mm-Φ85mm。
所述S2中的坯料锻造采用连续回炉锻造，每火次变形量为15％-35％。
所述S3中的两火多道次轧制，加热温度范围为1050℃-1120℃。
所述的多道次轧制中设有中间回炉保温，回炉温度为1040℃-1070℃，每火次变形量55％-75％。
所述S4中的两步热处理温度范围为980℃-1080℃，冷却方式为水冷或更快冷却。
Φ50mmNi-Fe基高温合金棒坯制备工艺，具体步骤如下：
(1)真空感应+真空自耗获得均匀致密的高温合金铸锭；
(2)坯料锻造，将步骤(1)所得高温合金铸锭放入加热炉加热，缓慢升温至1170℃，铸锭到温后保温时间160h，然后炉冷至1130℃保温，进行开坯锻造至中间坯规格Φ180mm后空冷，进行物料表面打磨清理裂纹；
(3)重新加热，加热温度为1100℃，加热实际保温时间140min，出炉后经两火轧制，得到Φ53mm棒坯；
(4)对步骤三所得棒坯进行两步热处理，第一步热处理采用1080℃加热，实际保温时间90min，第二步热处理采用1020℃加热，实际保温时间为60min，最终获得最终棒坯。
Claims (6)
1.一种超超临界火电机组用Ni-Fe基高温合金小棒坯制备方法，包括如下材料：C：0.03-0.04，Si：≤0.10，Cr：15.5-16.5，Mo：0.7-0.9，W：0.1-0.3；B：0.002-0.005，Fe：41.0-43.0，Nb：≤0.05，Ta：≤0.05，Al：1.3-1.5，Ti：2.0-2.2，其余为Ni，其特征在于，包括如下步骤：
S1、真空感应+真空自耗获得均匀致密的高温合金铸锭；
S2、坯料锻造，将S1中所得高温合金铸锭放入加热炉加热，缓慢升温至1170℃-1190℃，铸锭到温后保温时间≥150h，然后炉冷至1100-1150℃保温，进行开坯锻造，开始锻造温度≥950℃，终锻温度≥850℃；
S3、将S2中得到的轧制棒材进行两火、多道次轧制，得到轧制棒坯；
S4、将步骤S3所得轧制棒材经两步热处理，得到最终可直接用于超临界火电机组零件用的Ni-Fe基高温合金小棒材。
2.根据权利要求1所述的一种超超临界火电机组用Ni-Fe基高温合金小棒坯制备方法，其特征在于：所述的高温合金小棒材规格为Φ45mm-Φ85mm。
3.根据权利要求1所述的一种超超临界火电机组用Ni-Fe基高温合金小棒坯制备方法，其特征在于：所述S2中的坯料锻造采用连续回炉锻造，每火次变形量为15％-35％。
4.根据权利要求1所述的一种超超临界火电机组用Ni-Fe基高温合金小棒坯制备方法，其特征在于：所述S3中的两火多道次轧制，加热温度范围为1050℃-1120℃。
5.根据权利要求4所述的一种超超临界火电机组用Ni-Fe基高温合金小棒坯制备方法，其特征在于：所述的多道次轧制中设有中间回炉保温，回炉温度为1040℃-1070℃，每火次变形量55％-75％。
6.根据权利要求1所述的一种超超临界火电机组用Ni-Fe基高温合金小棒坯制备方法，其特征在于：所述S4中的两步热处理温度范围为980℃-1080℃，冷却方式为水冷或更快冷却。
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105420638A (zh) * | 2015-11-20 | 2016-03-23 | 钢铁研究总院 | 700℃超超临界锅炉水冷壁用耐热合金及管材制造方法 |
| CN111394638A (zh) * | 2020-05-08 | 2020-07-10 | 华能国际电力股份有限公司 | 一种火电机组用高强高温合金及其加工工艺 |
| CN113454255A (zh) * | 2019-03-29 | 2021-09-28 | 日立金属株式会社 | Ni基超耐热合金以及Ni基超耐热合金的制造方法 |
| JP2022160167A (ja) * | 2021-04-06 | 2022-10-19 | 大同特殊鋼株式会社 | 耐熱合金部材、これに用いる素材及びこれらの製造方法 |
| CN115287427A (zh) * | 2022-07-19 | 2022-11-04 | 西安聚能高温合金材料科技有限公司 | 一种Fe-Ni-Co基高温合金GH907合金棒材制备方法 |
| CN116065057A (zh) * | 2022-12-12 | 2023-05-05 | 成都先进金属材料产业技术研究院股份有限公司 | 一种高W-Mo固溶强化的航天用优质高温合金棒材及其制备方法 |
-
2023
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105420638A (zh) * | 2015-11-20 | 2016-03-23 | 钢铁研究总院 | 700℃超超临界锅炉水冷壁用耐热合金及管材制造方法 |
| CN113454255A (zh) * | 2019-03-29 | 2021-09-28 | 日立金属株式会社 | Ni基超耐热合金以及Ni基超耐热合金的制造方法 |
| CN111394638A (zh) * | 2020-05-08 | 2020-07-10 | 华能国际电力股份有限公司 | 一种火电机组用高强高温合金及其加工工艺 |
| JP2022160167A (ja) * | 2021-04-06 | 2022-10-19 | 大同特殊鋼株式会社 | 耐熱合金部材、これに用いる素材及びこれらの製造方法 |
| CN115287427A (zh) * | 2022-07-19 | 2022-11-04 | 西安聚能高温合金材料科技有限公司 | 一种Fe-Ni-Co基高温合金GH907合金棒材制备方法 |
| CN116065057A (zh) * | 2022-12-12 | 2023-05-05 | 成都先进金属材料产业技术研究院股份有限公司 | 一种高W-Mo固溶强化的航天用优质高温合金棒材及其制备方法 |
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