一种锻后不固溶消除N08028合金析出相的方法

技术领域

本发明属于铁镍基耐蚀合金领域。更具体地，尤其是涉及一种锻后不固溶消除N08028合金析出相的方法。

背景技术

N08028合金属于Ni-Fe-Cr-Mo-Cu系铁镍基耐蚀合金，其耐点蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀和抗应力腐蚀等性能优异，通常用于油气井管使用材料。而N08028合金中的Cr和Mo元素含量高，易形成金属间化合物σ相，σ相会显著降N08028合金的室温冲击韧性和持久性能，同时也会严重影响材料的耐H

发明内容

本发明的目的是针对上述问题提供一种锻后不固溶消除N08028合金析出相的方法，该方法生产的锻棒，不经固溶处理，析出相满足金属间化合物相、氮化物相和碳化物相总含量不超过1.0％，σ相不超过0.2％。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种锻后不固溶消除N08028合金析出相的方法，其特征在于：

步骤一、电极准备：电极尺寸采用(420-460)mm×(2700-3000)mm规格，重熔冶炼前进行锯切和打磨；

保证电极棒头尾平整，电极表面不得有严重裂纹，重皮，飞边，结疤缺陷，无氧化皮，铁锈，油污杂质。

步骤二、结晶器准备：结晶器使用600-700mm规格，使用前对结晶器内壁粉尘，异物清理干净；

保证结晶器内壁干燥清洁。

步骤三、使用抛光设备对底水箱铜底板进行打磨，去除表面粘附物，将15-20mm厚的碳钢板两面打磨干净；

打磨后，需见金属本色，不得有氧化皮存在。

步骤四、在碳钢板中心处放置四块引弧剂，引弧剂是周围总渣量0.8-1.3％渣料，便于引弧形成渣池；

步骤五、向结晶器内充氩气，氩气流量27-32m

步骤六、准备渣料，采用电渣炉液渣起弧方式进行冶炼，渣系使用预熔四元渣，渣系成分为：CaF

步骤七、送电起弧，使用450-550mm规格石墨电极进行化渣，化渣电流1500-3500A，电压50-70V，按阶梯式上升模式进行化渣，化渣时间控制在60-80min，化渣期间降低底水箱进水阀开度，控制出水温度≥40℃；

需减少热量的散失，保证渣温，从而保证电渣锭底部质量。

步骤八、冶炼稳态熔速控制在(0.65-0.75)D kg/h，其中D为结晶器直径，单位为mm；

冶炼稳态熔速略低于常规不锈钢常规熔速，目的是为了减轻Mo元素的偏析，同时兼顾电渣锭表面质量。

步骤九、锻造采用快锻+径锻，高温均质化，快锻均质化后开坯，开坯尺寸根据成品圆钢尺寸确定，径锻一火成型；保证终锻温度≥900℃；

锻造工艺考虑加热温度及变形道次，保证终锻温度在一定范围，避免析出相的产生。

步骤十、径锻锻后不固溶，直接水冷，水冷时间≥40min。

水冷后头尾取样检验析出相。

该方法采用电渣炉液渣起弧方式进行冶炼，渣系使用预熔四元渣，渣系成分为：CaF

该方法采用450-550mm石墨电极化渣，化渣电流为1500A-3500A，电压为50V-70V，化渣时间控制在60-80min，化渣期间降低底水箱进水阀开度，控制出水温度≥40℃，减少热量的散失，保证渣温，从而保证电渣锭底部质量；

该方法冶炼稳态熔速控制在(0.65-0.75)D kg/h，D为结晶器直径，单位为mm，冶炼稳态熔速低于常规不锈钢常规熔速，目的是为了减轻Mo元素的偏析，同时兼顾电渣锭表面质量；

锻造采用快锻+径锻，高温均质化，快锻均质化后开坯，开坯尺寸根据成品圆钢尺寸确定，径锻一火成型；锻造工艺考虑加热温度及变形道次，保证终锻温度≥900℃，避免析出相的产生。

径锻锻后不固溶，直接水冷，水冷时间≥40min，水冷后头尾取样检验析出相。

本发明具有以下有益效果：

本发明采用新工艺路线：快锻+径锻，锻后不固溶直接水冷。而常规的工艺路线为：快锻+固溶+水冷。本发明取消了固溶的工序，满足金属间化合物相、氮化物相和碳化物相总含量不超过1.0％，σ相不超过0.2％的要求。

常规的采用快锻+固溶+水冷工艺，难以能解决析出相问题，存在一定比例的不合格。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为实施例1检测的图；图2为实施例2检测的图；图3为实施例3检测的图；图4为对比例1检测的图；图5为对比例2检测的图。

具体实施方式

实施例1

一种锻后不固溶消除N08028合金析出相的方法，其特征在于：

步骤一、电极准备：电极尺寸采用420mm×3000mm规格，重熔冶炼前进行锯切和打磨；

步骤二、结晶器准备：结晶器使用600mm规格，使用前对结晶器内壁粉尘，异物清理干净；

步骤三、使用抛光设备对底水箱铜底板进行打磨，去除表面粘附物，将20mm厚的碳钢板两面打磨干净；

步骤四、在碳钢板中心处放置四块引弧剂，引弧剂是周围总渣量0.8％渣料，便于引弧形成渣池；

步骤五、向结晶器内充氩气，氩气流量32m

步骤六、准备渣料，采用电渣炉液渣起弧方式进行冶炼，渣系使用预熔四元渣，渣系成分为：CaF

步骤七、送电起弧，使用450mm规格石墨电极进行化渣，化渣电流1500A，电压70V，按阶梯式上升模式进行化渣，化渣时间控制在80min，化渣期间降低底水箱进水阀开度，控制出水温度为43℃；

步骤八、冶炼稳态熔速控制在0.65D kg/h，其中D为结晶器直径，单位为mm；

步骤九、锻造采用快锻+径锻，高温均质化，快锻均质化后开坯，开坯尺寸根据成品圆钢尺寸确定，径锻一火成型；保证终锻温度为910℃；

步骤十、径锻锻后不固溶，直接水冷，水冷时间为45min。

测试结果：满足金属间化合物相、氮化物相和碳化物相总含量为1％以下，σ相不超过0.2％。

实施例2

一种锻后不固溶消除N08028合金析出相的方法，其特征在于：

步骤一、电极准备：电极尺寸采用460mm×2700mm规格，重熔冶炼前进行锯切和打磨；

步骤二、结晶器准备：结晶器使用700mm规格，使用前对结晶器内壁粉尘，异物清理干净；

步骤三、使用抛光设备对底水箱铜底板进行打磨，去除表面粘附物，将15mm厚的碳钢板两面打磨干净；

步骤四、在碳钢板中心处放置四块引弧剂，引弧剂是周围总渣量1.3％渣料，便于引弧形成渣池；

步骤五、向结晶器内充氩气，氩气流量27m

步骤六、准备渣料，采用电渣炉液渣起弧方式进行冶炼，渣系使用预熔四元渣，渣系成分为：CaF

步骤七、送电起弧，使用550mm规格石墨电极进行化渣，化渣电流3500A，电压50V，按阶梯式上升模式进行化渣，化渣时间控制在60min，化渣期间降低底水箱进水阀开度，控制出水温度为42℃；步骤八、冶炼稳态熔速控制在0.75D kg/h，其中D为结晶器直径，单位为mm；

步骤九、锻造采用快锻+径锻，高温均质化，快锻均质化后开坯，开坯尺寸根据成品圆钢尺寸确定，径锻一火成型；保证终锻温度为920℃；

步骤十、径锻锻后不固溶，直接水冷，水冷时间为48min。

测试结果：满足金属间化合物相、氮化物相和碳化物相总含量为0.95％以下，σ相不超过0.18％。

实施例3

一种锻后不固溶消除N08028合金析出相的方法，其特征在于：

步骤一、电极准备：电极尺寸采用450mm×2800mm规格，重熔冶炼前进行锯切和打磨；

步骤二、结晶器准备：结晶器使用650mm规格，使用前对结晶器内壁粉尘，异物清理干净；

步骤三、使用抛光设备对底水箱铜底板进行打磨，去除表面粘附物，将18mm厚的碳钢板两面打磨干净；

步骤四、在碳钢板中心处放置四块引弧剂，引弧剂是周围总渣量1％渣料，便于引弧形成渣池；

步骤五、向结晶器内充氩气，氩气流量30m

步骤六、准备渣料，采用电渣炉液渣起弧方式进行冶炼，渣系使用预熔四元渣，渣系成分为：CaF

步骤七、送电起弧，使用500mm规格石墨电极进行化渣，化渣电流3000A，电压60V，按阶梯式上升模式进行化渣，化渣时间控制在70min，化渣期间降低底水箱进水阀开度，控制出水温度为43℃；

步骤八、冶炼稳态熔速控制在0.7D kg/h，其中D为结晶器直径，单位为mm；

步骤九、锻造采用快锻+径锻，高温均质化，快锻均质化后开坯，开坯尺寸根据成品圆钢尺寸确定，径锻一火成型；保证终锻温度为925℃；

步骤十、径锻锻后不固溶，直接水冷，水冷时间为46min。

测试结果：满足金属间化合物相、氮化物相和碳化物相总含量为0.87％以下，σ相不超过0.16％。

对比例1

一种锻后不固溶消除N08028合金析出相的方法，其特征在于：

步骤一、电极准备：电极尺寸采用420mm×3000mm规格，重熔冶炼前进行锯切和打磨；

步骤二、结晶器准备：结晶器使用900mm规格，使用前对结晶器内壁粉尘，异物清理干净；

步骤三、使用抛光设备对底水箱铜底板进行打磨，去除表面粘附物，将20mm厚的碳钢板两面打磨干净；

步骤四、在碳钢板中心处放置四块引弧剂，引弧剂是周围总渣量3％渣料，便于引弧形成渣池；

步骤五、向结晶器内充氩气，氩气流量40m

步骤六、准备渣料，采用电渣炉液渣起弧方式进行冶炼，渣系使用预熔四元渣，渣系成分为：CaF

步骤七、送电起弧，使用450mm规格石墨电极进行化渣，化渣电流5500A，电压30V，按阶梯式上升模式进行化渣，化渣时间控制在80min，化渣期间降低底水箱进水阀开度，控制出水温度为36℃；

步骤八、冶炼稳态熔速控制在0.9D kg/h，其中D为结晶器直径，单位为mm；

步骤九、锻造采用快锻+径锻，高温均质化，快锻均质化后开坯，开坯尺寸根据成品圆钢尺寸确定，径锻一火成型；保证终锻温度为870℃；

步骤十、径锻锻后不固溶，直接水冷，水冷时间为25min。

测试结果：金属间化合物相、氮化物相和碳化物相总含量为2.3％左右，σ相为0.6％左右。难以能解决析出相问题，存在一定比例的不合格。

对比例2

一种锻后不固溶消除N08028合金析出相的方法，其特征在于：

步骤一、电极准备：电极尺寸采用420mm×3000mm规格，重熔冶炼前进行锯切和打磨；

步骤二、结晶器准备：结晶器使用600mm规格，使用前对结晶器内壁粉尘，异物清理干净；

步骤三、使用抛光设备对底水箱铜底板进行打磨，去除表面粘附物，将20mm厚的碳钢板两面打磨干净；

步骤四、在碳钢板中心处放置四块引弧剂，引弧剂是周围总渣量3.5％渣料，便于引弧形成渣池；

步骤五、向结晶器内充氩气，氩气流量32m

步骤六、准备渣料，采用电渣炉液渣起弧方式进行冶炼，渣系使用预熔四元渣，渣系成分为：CaF

步骤七、送电起弧，使用450mm规格石墨电极进行化渣，化渣电流1000A，电压70V，按阶梯式上升模式进行化渣，化渣时间控制在80min，化渣期间降低底水箱进水阀开度，控制出水温度为43℃；

步骤八、冶炼稳态熔速控制在0.65D kg/h，其中D为结晶器直径，单位为mm；

步骤九、锻造采用快锻+固溶+水冷工艺，高温均质化，快锻均质化后开坯，开坯尺寸根据成品圆钢尺寸确定，径锻一火成型；保证终锻温度为865℃；

步骤十、径锻锻后进行固溶，再进行水冷，水冷时间为60min。

测试结果：金属间化合物相、氮化物相和碳化物相总含量为2.6％左右，σ相为0.7％左右。难以能解决析出相问题，存在一定比例的不合格。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，便于具体和详细地理解本申请的技术方案，但并不能因此而理解为对发明专利保护范围的限制。实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在不脱离本发明的范围的情况下，所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。