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一种高强高韧铁镍铬基耐热合金制备方法及其应用

一种高强高韧铁镍铬基耐热合金制备方法及其应用

IPC分类号 : C22C30/00,C22C1/03,B21C37/04,C22F1/00

申请号
CN202010673827.4
可选规格
  • 专利类型: 发明专利
  • 法律状态: 有权
  • 申请日: 2020-07-14
  • 公开号: 111647790B
  • 公开日: 2020-09-11
  • 主分类号: C22C30/00
  • 专利权人: 中国科学院金属研究所

专利摘要

一种高强高韧铁镍铬基耐热合金制备方法及其应用,成分按重量百分比含C0.03~0.1%,Cr14~17%,Mo3~4%,Mn1~2%,W0~0.5%,Nb0~1%,N0~0.03%,B0~0.002%,Zr0~0.05%,Ni35~38%,Y0~0.05%,余量为Fe;方法为:(1)采用热解石墨、金属铁、金属铬、金属镍、金属钼、金属锰、金属钨、金属铌、金属锆、镍硼合金、铝钇合金、氮化铬作为原料;(2)将原料真空冶炼,浇铸制成铸锭;(3)在1000~1180℃进行锻造制成棒材,锻造比8~9;(4)锻造棒材在1000~1180℃进行压延轧制;(5)压延棒材在1040~1100℃进行热处理。本发明的产品具有较高的强度、优异的塑性和冲击性能,可以在不高于750℃的条件下长期使用。

权利要求

1.一种高强高韧铁镍铬基耐热合金的制备方法,其特征在于该合金的成分按重量百分比含C 0.03~0.1%,Cr 14~17%,Mo 3~4%,Mn 1~2%,W 0~0.5%,Nb 0~1%,N 0~0.03%,B 0~0.002%,Zr 0~0.05%,Ni 35~38%,Y 0~0.05%,余量为Fe及不可避免杂质;该合金在750℃条件下的抗拉强度≥265MPa,屈服强度≥137MPa,延伸率≥40%,断面收缩率≥60%;

方法按以下步骤进行:

(1)采用热解石墨、金属铁、金属铬、金属镍、金属钼和金属锰作为原料;当高强高韧铁镍铬基耐热合金含有钨、铌、锆、硼、钇或氮时,分别采用金属钨、金属铌、金属锆、镍硼合金、铝钇合金或氮化铬作为添加原料,添加原料与热解石墨、金属铁、金属铬、金属镍、金属钼和金属锰共同作为原料;

(2)将原料按上述成分进行真空冶炼,然后浇铸制成铸锭;当原料中有铝钇合金时,Al在冶炼过程中形成不可避免杂质;

(3)将铸锭在1000~1180℃进行锻造制成棒材,锻造比8~9;

(4)将锻造棒材在1000~1180℃进行压延轧制,制成压延棒材;

(5)将压延棒材在1040~1100℃保温30~120min进行热处理,空冷或水冷至常温制成高强高韧铁镍铬基耐热合金。

2.根据权利要求1 所述的一种高强高韧铁镍铬基耐热合金的制备方法,其特征在于成分按重量百分比含C 0.04~0.09%,Cr 14~17%,Mo 3~3.5%,Mn 1.2~1.8%,W 0~0.2%,Nb 0.1~0.5%,N 0~0.02%,B 0.001~0.002%,Zr 0~0.02%,Ni 35~37%,Y 0~0.02%,余量为Fe及不可避免杂质;其在750℃条件下的抗拉强度≥275MPa,屈服强度≥137MPa,延伸率≥45%,断面收缩率≥65%。

3.根据权利要求1所述的高强高韧铁镍铬基耐热合金的制备方法,其特征在于步骤(2)中,真空冶炼的条件为真空度≤1Pa。

4.根据权利要求1所述的高强高韧铁镍铬基耐热合金的制备方法,其特征在于步骤(3)中,锻造棒材的平均晶粒度4~8级。

5.根据权利要求1所述的高强高韧铁镍铬基耐热合金的制备方法,其特征在于步骤(4)中,压延轧制进行5~9个道次,制成的压延棒材与热处理棒材的直径比1:(4~5)。

6.根据权利要求1所述的高强高韧铁镍铬基耐热合金的制备方法,其特征在于步骤(4)中,压延棒材的平均晶粒度10~14级。

7.根据权利要求1所述的高强高韧铁镍铬基耐热合金的制备方法,其特征在于步骤(5)中,高强高韧铁镍铬基耐热合金的平均晶粒度4~6级。

8.一种权利要求1所述的高强高韧铁镍铬基耐热合金的应用,其特征在于用于制造工作温度为350~750℃的核电站用薄壁管件。

说明书

技术领域

本发明属于耐热合金材料技术领域,特别涉及一种高强高韧铁镍铬基耐热合金及其制备方法。

背景技术

世界核电的发展可以划分为四代,分别为原型堆电站、大型商用核电站、先进轻水堆核电站(如AP1000、EPR等)及待开发的6种堆型核电站(如熔盐堆、气冷快堆、钠冷快堆等);钠冷快堆是第四代先进核能系统的首选堆型,具有极高的安全性,能显著提高铀的利用率并大幅减少核废物。

安全是核电的生命线;核电站的安全既是运行阶段面临的问题,也存在于核电站的设计和建设阶段;作为一个庞大而精密的完整系统,核电站的安全运行需要各关键部件的相互配合且长期正常运行,这给核电关键设备及用材的安全性和可靠性提出了严格要求。反应堆内部件种类繁多、结构复杂、精度要求高,且需要承受高温、中子辐射、冷却剂腐蚀等考验;因此,堆内部件的选材总原则一般为:强度适当高、塑韧性好、能抗冲击和疲劳;中子吸收界面、中子俘获截面以及感生放射性小;抗辐照、耐腐蚀并与冷却剂相容性好;导热率大、热膨胀系数小;良好的焊接和机加工工艺性能。

例如,某新型核电站管件要求其母材具有较高的强度和极好的塑性,即在750℃下的抗拉强度和屈服强度分别高于265MPa和137MPa,延伸率高于35%,断面收缩率超过60%。一般来说,满足这一苛刻条件的材料只能是固溶强化型变形耐热合金,《中国高温合金手册》里收录的160多种耐热合中,只有22种是固溶强化变形合金;在这些合金中,有18种合金以Ni或Co为基体,含有较高的Cr+W+Mo元素(≥25wt.%),经济性较差,不利于未来快堆的商用化;而且,这些合金硬度高,变形困难,还容易析出σ、μ或Laves等有害TCP相,严重损害合金在长时服役期间的组织或性能稳定性,并进一步威胁整个核电系统的可靠性和安全性;其他4种合金以铁镍铬为基体,但是或因强度、塑性不足,或因组织、性能不够稳定,也不能用来制作某新型核电站管件;因此,研发新的合金具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种高强高韧铁镍铬基耐热合金及其制备方法,以铁镍铬为基体元素,通过控制调节C、N、Nb、Mn等元素比例,制成强度韧性性能优良,适用于制造工作温度750℃以下的薄壁管件。

本发明的高强高韧铁镍铬基耐热合金的成分按重量百分比含C 0.03~0.1%,Cr14~17%,Mo 3~4%,Mn 1~2%,W 0~0.5%,Nb 0~1%,N 0~0.03%,B 0~0.002%,Zr0~0.05%,Ni 35~38%,Y 0~0.05%,余量为Fe及不可避免杂质;其在750℃条件下的抗拉强度≥265MPa,屈服强度≥137MPa,延伸率≥40%,断面收缩率≥60%。

上述的高强高韧铁镍铬基耐热合金的成分按重量百分比含C 0.04~0.09%,Cr14~17%,Mo 3~3.5%,Mn 1.2~1.8%,W 0~0.2%,Nb 0.1~0.5%,N 0~0.02%,B0.001~0.002%,Zr 0~0.02%,Ni 35~37%,Y 0~0.02%,余量为Fe及不可避免杂质;其在750℃条件下的抗拉强度≥275MPa,屈服强度≥137MPa,延伸率≥45%,断面收缩率≥65%。

上述的高强高韧铁镍铬基耐热合金的不可避免杂质按重量百分比为O≤0.01%,Pb≤0.001%,Bi≤0.0001%,As≤0.005%,Sb≤0.01%,Sn≤0.005%,Al≤0.1%,Co≤0.1%,Si≤0.2%,Cu≤0.1%,P≤0.015%,S≤0.01%。

本发明的高强高韧铁镍铬基耐热合金的制备方法按以下步骤进行:

1、采用热解石墨、金属铁,金属铬、金属镍、金属钼和金属锰作为原料;当高强高韧铁镍铬基耐热合金含有钨、铌、锆、硼、钇或氮时,分别采用金属钨、金属铌、金属锆、镍硼合金、铝钇合金或氮化铬作为添加原料,添加原料与热解石墨、金属铁,金属铬、金属镍、金属钼和金属锰共同作为原料;

2、将原料按上述成分进行真空冶炼,然后浇铸制成铸锭;当原料中有铝钇合金时,Al在冶炼过程中形成不可避免杂质;

3、将铸锭在1000~1180℃进行锻造制成棒材,锻造比8~9;

4、将热处理棒材在1000~1180℃进行压延轧制,制成压延棒材;

5、将压延棒材在1040~1100℃保温30~120min进行热处理,空冷或水冷至常温制成高强高韧铁镍铬基耐热合金。

上述的步骤2中,真空冶炼的条件为真空度≤1Pa。

上述的步骤3中,锻造棒材的平均晶粒度4~8级。

上述的步骤4中,压延轧制进行5~9个道次,制成的压延棒材与热处理棒材的直径比1:(4~5)。

上述的步骤4中,压延棒材的平均晶粒度10~14级。

上述的步骤5中,高强高韧铁镍铬基耐热合金的平均晶粒度4~6级。

本发明的高强高韧铁镍铬基耐热合金用于制造工作温度为350~750℃的核电站用薄壁管件。

某核电站薄壁管件在服役环境中受到高温、多重应力(自重、金属液冲刷、冲击载荷、地震)、腐蚀及辐照等的作用,综合性能(如拉伸、冲击等性能)会随时间推移持续退化;尤其在辐照作用下,管件合金中会产生大量点缺陷和He原子;He原子半径小、难溶于基体、不与其他原子结合,在应力作用下很容易在合金中迁移;它与点缺陷一起向位错、相界或晶界等界面处聚集,形成He泡,相当于孔洞或裂纹;在体系自由能和内应力的驱动下,He泡吸收周围点缺陷和He原子长大且倾向于相互连接,相当于裂纹扩展,导致管件合金发生肿胀变形或脆化;在这种情况下,自重、钠液冲刷、冲击载荷或地震都可能成为诱因,使裂纹持续扩展并最终导致合金断裂;另外,在应力作用下,点缺陷沿有利的方向聚集,可导致位错定向攀移而发生蠕变或加速蠕变变形,对合金也会造成严重损伤;可见,该管件合金需要有尽可能高的强度,因为强度越高,He泡或裂纹形成的抗力越大,或者即使形成,也难以长大,尺寸也会更小;该管件合金也需要有尽可能好的塑性,因为塑性越高,裂纹扩展抗力越大,越不容易扩展。

管件合金具有高起点的强度和塑性,对于抵抗服役期间各种形式的组织和性能退化具有重要意义;通过化学成分、热变形工艺和热处理工艺等的优化研究,使管件合金拥有最佳综合性能,这样合金即使经历服役退化,剩余强度和塑性仍然能够保证管件(设计服役寿命40年)及整个核设施的安全。

本发明的成分设计原理是:

C:适量的C改善合金的铸造性能,与Cr、Mo、Nb等形成碳化物,提高合金的高温强度,并阻止晶界粗化。当C含量超过0.1%时,合金的热加工性能受到损害;

Cr:溶于奥氏体中,改善合金的高温抗氧化性和耐腐蚀性。为了保持足够的高温抗氧化性和耐腐蚀性,需要较大的Cr含量;Cr增加合金的热膨胀系数和组织的不稳定性,因此含量不宜过高;

Mn:Mn有除O的作用。Mn提高N的固溶度,有利于渗氮工艺;与N反应形成MnN时,提高合金硬度;Mn还有稳定奥氏体的作用;过量的Mn易于形成有害的Laves相;

Mo:原子半径较大,对合金基体具有显著的固溶强化作用;

W:在很多高温合金中,W、Mo作为强化元素同时出现;两者的原子半径相近,但Mo原子重量只有W原子的一半,所以Mo的强化效率远高于W;W是最易形成M6C碳化物的元素,而Mo是最易形成μ相的元素;W、Mo适当搭配,既可避免M6C或μ相过多析出,又能使它们的强化效率得到最佳发挥;

Nb:具有很强的固溶强化作用,与C、N化合形成NbC、NbN,能钉扎晶界,起到稳定合金组织的作用,降低晶粒在高温下的长大速率,使合金的冲击等性能免于损伤或受到较小的损伤。Nb还可以提升合金的抗辐照肿胀性能,并改善合金与冷却剂的相容性。但过高的Nb容易导致元素偏析,且易于形成Laves或δ相,损害合金性能;

N:在大部分高温合金(尤其铸造高温合金)里,N被视为有害元素,控制得越低越好。然而一些变形高温合金含有微量的N,因为N不仅能稳定M23C6碳化物,延缓其粗化,还能稳化合金γ基体,扩大基体的稳定存在温度范围;而且,N和Cr、Mn、Nb可以化合成CrN、MnN、NbN,提高合金硬度和强度;例如,GH1016、GH1040、GH1131和GH1139等Fe-Ni-Cr基固溶强化变形高温合金中都含有N,含量介于0.1~0.45%之间;本发明合金中N含量不宜过高,以保证其具有极好的塑性;

B:强化晶界,延缓M23C6碳化物粗化;含量过高会降低合金熔点;

Zr:强化晶界,促进MC碳化物形成,具有钉扎晶界的作用;含量过高降低合金熔点;

Y:微量的Y能显著提高合金的抗氧化和抗腐蚀性能,但易于形成夹杂物,污染合金;

Ni:扩大基体的奥氏体区,是形成和稳定奥氏体的主要元素;Ni降低合金中各元素的扩散速率,提高淬透性;适当的Ni可使合金具有较好的耐热和耐腐蚀能力、较高的强度和疲劳性能;Ni较为稀缺,是重要的战略物资,所以在性能满足要求的情况下应尽量少用或不用;

Fe:使合金具有较低的成本和良好的热加工性。

本发明通过优化各合金元素的含量,使不利影响尽量被抑制,而有益作用得到最大程度的发挥,获得想要的合金并使合金性能显著提升;本发明的产品具有较高的强度、优异的塑性和冲击性能,可以在不高于750℃的条件下长期使用。

附图说明

图1为本发明实施例1中锻造棒材的金相组织图;

图2为本发明实施例1中压延棒材的金相组织图;

图3为本发明实施例1中高强高韧铁镍铬基耐热合金的金相组织图。

具体实施例方式

本发明实施例中观测金相组织采用的设备是德国产ZEISS Axiovert 200MAT倒置万能材料显微镜。

本发明实施例中高强高韧铁镍铬基耐热合金的直径12~18mm。

本发明实施例中采用的金属镍为电解镍,牌号Ni9990,金属铬牌号JGr99-A,金属钼牌号Mo-1/Mo-2(GB/T3462-82),金属钨牌号W-1(GB/T3459-82),金属铌牌号Nb-1(GB/T6896-86),热解石墨为SDP石墨电极(GB/T1426-1978)。

本发明实施例中采用的金属锆、镍硼合金、氮化铬和铝钇合金的杂质重量含量<1%。

本发明实施例中采用的镍硼合金按重量百分比含B15.634%。

本发明实施例中采用的氮化铬合金按重量百分比含N 5%。

本发明实施例中采用的铝钇合金按重量百分比含Y 84%。

本发明实施例中测量平均晶粒度采用SISC-IAS图像分析软件,依据的标准为GB/T6394《金属平均晶粒度测定方法》。

本发明实施例中测量抗拉强度、屈服强度、延伸率和断面收缩率采用的标准为GB/T228.2-2015。

本发明实施例中不可避免杂质按重量百分比为O≤0.01%,Pb≤0.001%,Bi≤0.0001%,As≤0.005%,Sb≤0.01%,Sn≤0.005%,Al≤0.1%,Co≤0.1%,Si≤0.2%,Cu≤0.1%,P≤0.015%,S≤0.01%。

本发明实施例中的真空冶炼步骤为:

1、将热解石墨、金属铁、金属铬、金属镍、金属钼和金属锰置于真空感应炉内,在真空条件下加热至全部熔化;

2、搅拌精炼5~20min,完成真空冶炼;

3、当高强高韧铁镍铬基耐热合金含有钨或铌时,分别采用金属钨或金属铌作为添加原料,随同热解石墨、金属铁、金属铬、金属镍、金属钼和金属锰一同置于真空感应炉内;

4、当高强高韧铁镍铬基耐热合金含有锆、硼、钇或氮时,分别采用金属锆、镍硼合金、铝钇合金或氮化铬作为添加原料,在步骤2搅拌精炼结束后,将金属锆、镍硼合金、铝钇合金或氮化铬加入到完成精炼的熔体中,继续搅拌1~5min,完成真空冶炼;

5、当高强高韧铁镍铬基耐热合金含有硼,且含有锆、钇和氮中一种以上的元素时,采用镍硼合金作为第一添加原料,分别采用金属锆、铝钇合金和/或氮化铬作为第二添加原料,在步骤2搅拌精炼结束后,将镍硼合金加入到完成精炼的熔体中,继续搅拌1~5min,然后加入第二添加原料;当第二添加原料为一种合金时,第二添加原料加入后搅拌1~5min,完成真空冶炼;当第二添加原料为两种以上合金时,每加入一种合金搅拌1~5min,完成真空冶炼。

本发明实施例中热处理采用马弗炉。

本发明实施例中进行锻造采用空气锤。

本发明实施例中进行压延轧制采用横列式轧机。

以下为本发明优选实施例。

本发明实施例1~12的高强高韧铁镍铬基耐热合金的室温冲击功(V型缺口)分别为:364J、358J、332J、356J、380J、378J、345J、294J、390J、275J、360J和351J。

实施例1

高强高韧铁镍铬基耐热合金的成分按重量百分比含C 0.052%,Cr 15.5%,Mo3.3%,Mn1.5%,B 0.0015%,Ni 36%,余量为Fe;

方法为:

采用热解石墨、金属铁、金属铬、金属镍、金属钼、镍硼合金和金属锰作为原料;

将原料按上述成分进行真空冶炼,真空度0.5Pa,然后浇铸制成铸锭;

将铸锭在1130℃进行锻造制成棒材,锻造比8.5,金相组织图如图1所示,平均晶粒度5.6级;

将锻造棒材在1130℃进行压延轧制,共8个道次,制成的压延棒材与锻造棒材的直径比1:4.5,压延棒材的金相组织图如图2所示,平均晶粒度12.4级;

将压延棒材在1050℃保温100min进行热处理,空冷至常温制成高强高韧铁镍铬基耐热合金,金相组织图如图3所示,平均晶粒度5.3级;

高强高韧铁镍铬基耐热合金在750℃条件下的抗拉强度278MPa,屈服强度153MPa,延伸率87%,断面收缩率78%。

实施例2

高强高韧铁镍铬基耐热合金的成分按重量百分比含C 0.052%,Cr 15.5%,Mo3.2%,Mn1.5%,Ni 35.4%,余量为Fe;

方法同实施例1,不同点在于:

(1)采用热解石墨、金属铁、金属铬、金属镍、金属钼和金属锰作为原料;

(2)将铸锭在1000℃进行锻造制成棒材,锻造比8.5,平均晶粒度7.9级;

(3)锻造棒材在1100℃进行压延轧制,压延轧制进行6个道次,制成的压延棒材与锻造棒材的直径比1:4;压延棒材平均晶粒度12.6级;

(4)压延棒材在1100℃保温30min进行热处理;高强高韧铁镍铬基耐热合金平均晶粒度4.4级;

高强高韧铁镍铬基耐热合金在750℃条件下的抗拉强度280MPa,屈服强度152MPa,延伸率92%,断面收缩率79%。

实施例3

高强高韧铁镍铬基耐热合金的成分按重量百分比含C 0.052%,Cr 15.5%,Mo3.1%,Mn1.4%,Nb 0.25%,B 0.0015%,Zr 0.006%,Ni 35.4%,余量为Fe;

方法同实施例1,不同点在于:

(1)采用热解石墨、金属铁、金属铬、金属镍、金属铌、金属锆、镍硼合金、金属钼和金属锰作为原料;

(2)将铸锭在1180℃进行锻造制成棒材,锻造比9,平均晶粒度4.5级;

(3)锻造棒材在1000℃进行压延轧制,压延轧制进行5个道次,制成的压延棒材与锻造棒材的直径比1:5;压延棒材平均晶粒度14级;

(4)压延棒材在1090℃保温40min进行热处理;高强高韧铁镍铬基耐热合金平均晶粒度5.2级;

高强高韧铁镍铬基耐热合金在750℃条件下的抗拉强度281MPa,屈服强度150MPa,延伸率63%,断面收缩率82%。

实施例4

高强高韧铁镍铬基耐热合金的成分按重量百分比含C 0.03%,Cr 14.2%,Mo4%,Mn 2%,Nb 0.48%,B 0.001%,Zr 0.03%,Ni 37%,余量为Fe;

方法同实施例1,不同点在于:

(1)采用热解石墨、金属铁、金属铬、金属镍、金属铌、金属锆、镍硼合金、金属钼和金属锰作为原料;

(2)将铸锭在1050℃进行锻造制成棒材,锻造比9,平均晶粒度7.5级;

(3)锻造棒材在1180℃进行压延轧制,压延轧制进行9个道次,制成的压延棒材与锻造棒材的直径比1:4.1;压延棒材平均晶粒度10.2级;

(4)压延棒材在1080℃保温50min进行热处理;高强高韧铁镍铬基耐热合金平均晶粒度5.5级;

高强高韧铁镍铬基耐热合金在750℃条件下的抗拉强度293MPa,屈服强度162MPa,延伸率76.5%,断面收缩率83%。

实施例5

高强高韧铁镍铬基耐热合金的成分按重量百分比含C 0.06%,Cr 16.9%,Mo3%,Mn 1%,W 0.2%,Nb 0.67%,B 0.002%,Zr 0.05%,Ni 36.6%,余量为Fe;

方法同实施例1,不同点在于:

(1)采用热解石墨、金属铁、金属铬、金属镍、金属钨、金属铌、金属锆、镍硼合金、金属钼和金属锰作为原料;

(2)将铸锭在1150℃进行锻造制成棒材,锻造比9,平均晶粒度5.4级;

(3)锻造棒材在1050℃进行压延轧制,压延轧制进行7个道次,制成的压延棒材与锻造棒材的直径比1:4.3;压延棒材平均晶粒度13.5级;

(4)压延棒材在1070℃保温60min进行热处理;高强高韧铁镍铬基耐热合金平均晶粒度5.4级;

高强高韧铁镍铬基耐热合金在750℃条件下的抗拉强度291MPa,屈服强度163MPa,延伸率73%,断面收缩率84%。

实施例6

高强高韧铁镍铬基耐热合金的成分按重量百分比含C 0.076%,Cr 17%,Mo3.2%,Mn1.6%,Nb 0.93%,N 0.011%,B 0.0011%,Zr 0.01%,Y 0.001%,Ni 35.8%,余量为Fe;

方法同实施例1,不同点在于:

(1)采用热解石墨、金属铁、金属铬、金属镍、金属铌、金属锆、镍硼合金、氮化铬、金属钼和金属锰作为原料;

(2)将铸锭在1080℃进行锻造制成棒材,锻造比8,平均晶粒度7级;

(3)锻造棒材在1150℃进行压延轧制,压延轧制进行8个道次,制成的压延棒材与锻造棒材的直径比1:4.5;压延棒材平均晶粒度11.2级;

(4)压延棒材在1060℃保温80min进行热处理;高强高韧铁镍铬基耐热合金平均晶粒度5级;

高强高韧铁镍铬基耐热合金在750℃条件下的抗拉强度307MPa,屈服强度225MPa,延伸率63.5%,断面收缩率82%。

实施例7

高强高韧铁镍铬基耐热合金的成分按重量百分比含C 0.044%,Cr 16.2%,Mo3.7%,Mn1.2%,Nb 0.51%,N 0.028%,B 0.0013%,Zr 0.04%,Y 0.02%,Ni 36.7%,余量为Fe;

方法同实施例1,不同点在于:

(1)采用热解石墨、金属铁、金属铬、金属镍、金属铌、金属锆、镍硼合金、氮化铬、金属钼和金属锰作为原料;

(2)将铸锭在1160℃进行锻造制成棒材,锻造比8,平均晶粒度5.2级;

(3)锻造棒材在1080℃进行压延轧制,压延轧制进行6个道次,制成的压延棒材与锻造棒材的直径比1:4.7;压延棒材平均晶粒度13级;

(4)压延棒材在1070℃保温90min进行热处理;高强高韧铁镍铬基耐热合金平均晶粒度5.2级;

高强高韧铁镍铬基耐热合金在750℃条件下的抗拉强度284MPa,屈服强度175MPa,延伸率62%,断面收缩率82%。

实施例8

高强高韧铁镍铬基耐热合金的成分按重量百分比含C 0.054%,Cr 15.8%,Mo3.1%,Mn1%,Nb 0.12%,N 0.019%,B 0.0017%,Zr 0.02%,Ni 36.1%,余量为Fe;

方法同实施例1,不同点在于:

(1)采用热解石墨、金属铁、金属铬、金属镍、金属铌、金属锆、镍硼合金、氮化铬、金属钼和金属锰作为原料;

(2)将铸锭在1100℃进行锻造制成棒材,锻造比8,平均晶粒度6.1级;

(3)锻造棒材在1170℃进行压延轧制,压延轧制进行8个道次,制成的压延棒材与锻造棒材的直径比1:4.9;压延棒材平均晶粒度10.3级;

(4)压延棒材在1050℃保温110min进行热处理;高强高韧铁镍铬基耐热合金平均晶粒度5.4级;

高强高韧铁镍铬基耐热合金在750℃条件下的抗拉强度284MPa,屈服强度137MPa,延伸率80%,断面收缩率76%。

实施例9

高强高韧铁镍铬基耐热合金的成分按重量百分比含C 0.046%,Cr 16%,Mo3.5%,Mn1.5%,Nb 0.4%,N 0.01%,B 0.0015%,Zr 0.03%,Ni 35%,余量为Fe;

方法同实施例1,不同点在于:

(1)采用热解石墨、金属铁、金属铬、金属镍、金属铌、金属锆、镍硼合金、氮化铬、金属钼和金属锰作为原料;

(2)将铸锭在1030℃进行锻造制成棒材,锻造比8.2,平均晶粒度7.7级;

(3)锻造棒材在1030℃进行压延轧制,压延轧制进行7个道次,制成的压延棒材与锻造棒材的直径比1:4.4;压延棒材平均晶粒度13.8级;

(4)压延棒材在1090℃保温50min进行热处理;高强高韧铁镍铬基耐热合金平均晶粒度4.8级;

高强高韧铁镍铬基耐热合金在750℃条件下的抗拉强度291MPa,屈服强度138MPa,延伸率62.5%,断面收缩率79%。

实施例10

高强高韧铁镍铬基耐热合金的成分按重量百分比含C 0.076%,Cr 15.8%,Mo3.2%,Mn1.2%,Nb 0.33%,N 0.015%,B 0.0019%,Zr 0.008%,Y 0.01%,Ni 35%,余量为Fe;

方法同实施例1,不同点在于:

(1)采用热解石墨、金属铁、金属铬、金属镍、金属铌、金属锆、镍硼合金、铝钇合金、氮化铬、金属钼和金属锰作为原料;

(2)将铸锭在1060℃进行锻造制成棒材,锻造比8.4,平均晶粒度7.3级;

(3)锻造棒材在1110℃进行压延轧制,压延轧制进行6个道次,制成的压延棒材与锻造棒材的直径比1:4.6;压延棒材平均晶粒度12.2级;

(4)压延棒材在1070℃保温80min进行热处理;高强高韧铁镍铬基耐热合金平均晶粒度5.1级;

高强高韧铁镍铬基耐热合金在750℃条件下的抗拉强度288MPa,屈服强度183MPa,延伸率79%,断面收缩率83%。

实施例11

高强高韧铁镍铬基耐热合金的成分按重量百分比含C 0.047%,Cr 15.9%,Mo3.6%,Mn1.3%,B 0.0012%,Zr 0.005%,Y 0.005%,Ni 37.8%,余量为Fe;

方法同实施例1,不同点在于:

(1)采用热解石墨、金属铁、金属铬、金属镍、金属锆、镍硼合金、铝钇合金、金属钼和金属锰作为原料;

(2)将铸锭在1090℃进行锻造制成棒材,锻造比8.6,平均晶粒度6.7级;

(3)锻造棒材在1060℃进行压延轧制,压延轧制进行5个道次,制成的压延棒材与锻造棒材的直径比1:4.8;压延棒材平均晶粒度13.5级;

(4)压延棒材在1040℃保温70min进行热处理,水冷至常温制成高强高韧铁镍铬基耐热合金,平均晶粒度5.9级;

高强高韧铁镍铬基耐热合金在750℃条件下的抗拉强度314MPa,屈服强度146MPa,延伸率68.7%,断面收缩率77.7%。

实施例12

高强高韧铁镍铬基耐热合金的成分按重量百分比含C 0.039%,Cr 15.7%,Mo3.27%,Mn 1.35%,Zr 0.005%,Y 0.03%,Ni 36.2%,余量为Fe;

方法同实施例1,不同点在于:

(1)采用热解石墨、金属铁、金属铬、金属镍、金属锆、铝钇合金、金属钼和金属锰作为原料;

(2)将铸锭在1140℃进行锻造制成棒材,锻造比8.8,平均晶粒度5.5级;

(3)锻造棒材在1160℃进行压延轧制,压延轧制进行8个道次,制成的压延棒材与锻造棒材的直径比1:4.2;压延棒材平均晶粒度10.7级;

(4)压延棒材在1060℃保温60min进行热处理,水冷至常温制成高强高韧铁镍铬基耐热合金,平均晶粒度5.4级;

高强高韧铁镍铬基耐热合金在750℃条件下的抗拉强度282MPa,屈服强度139MPa,延伸率80%,断面收缩率84%。

对比例1

调整合金成分,按重量百分比含C 0.028%,其余同实施例1,获得的合金在750℃条件下的抗拉强度277MPa,屈服强度121MPa,延伸率70.5%,断面收缩率83%;由于碳含量不足,屈服强度明显下降。

对比例2

调整合金成分,按重量百分比含C 0.028%,N 0.035%,其余同实施例1,获得的合金在750℃条件下的抗拉强度289MPa,屈服强度136MPa,延伸率65.5%,断面收缩率73%;由于碳含量不足,氮含量过高,屈服强度不足。

对比例3

GH1040合金在750℃条件下的抗拉强度422MPa,屈服强度300MPa,延伸率11.5%,断面收缩率22.5%;由于碳、钼、氮的含量过高,镍含量不足,GH1040合金的延伸率和断面收缩率明显过低。

对比例4

316不锈钢在750℃条件下的抗拉强度268MPa,屈服强度123MPa,延伸率49%;由于钼、镍含量不足,316不锈钢的屈服强度不足,延伸率偏低。

一种高强高韧铁镍铬基耐热合金制备方法及其应用专利购买费用说明

专利买卖交易资料

Q:办理专利转让的流程及所需资料

A:专利权人变更需要办理著录项目变更手续,有代理机构的,变更手续应当由代理机构办理。

1:专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2:按规定缴纳著录项目变更手续费。

3:同时提交相关证明文件原件。

4:专利权转移的,变更后的专利权人委托新专利代理机构的,应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A:(1)直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,(2)通过代办处缴纳,(3)通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q:专利转让变更,多久能出结果

A:著录项目变更请求书递交后,一般1-2个月左右就会收到通知,国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。

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