[發明專利]航空高壓艙用高性能彈性合金材料及其生產方法有效

申請號：	201110165166.5	申請日：	2011-06-20
公開（公告）號：	CN102230120A	公開（公告）日：	2011-11-02
發明（設計）人：	王國年;趙堪;姜建東;束志華	申請（專利權）人：	丹陽市龍鑫合金有限公司
主分類號：	C22C30/00	分類號：	C22C30/00;C22C38/58;C22C1/02;C22C33/04;C22F1/00;C21D8/00
代理公司：	江蘇圣典律師事務所 32237	代理人：	龔擁軍
地址：	212352 江蘇***	國省代碼：	江蘇;32
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摘要：
搜索關鍵詞：	航空高壓艙用高性能彈性合金材料及其生產方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及高溫倉內適用的新型高性能彈性材料及其生產方法，尤其是關于彈性材料鈷基3J21合金的改進。

背景技術

隨著航空航天飛行器的不斷更新與發展，對材料性能要求也越來越高，航空航天飛行器的工作條件十分復雜，大部分構件在高復合應力、高溫及環境侵蝕下服役，所以對航空航天材料的主要要求是耐高溫、耐低溫、高比強度、高比剛度、抗疲勞、耐腐蝕、長壽命和低成本。目前的彈性合金市場上，高端產品使用的彈性材料是鈷基3J21合金，該材料耐腐蝕性能好，抗拉強度高，完全能滿足部分使用要求，但價格十分昂貴。每公斤在1800元左右，使得產品的成本很高。盡管很多知名的制造商在提高和穩定彈性材料如3J21合金的性能做了很多工作但并沒從本質上解決該合金在質量上、使用上存在的問題。例如小于規定尺寸纏繞試驗、同一相面上正反向彎曲90°的脆裂問題，也限制該合金進一步開發和應用。

發明內容

針對以上存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種航空高壓艙用高性能彈性合金材料及其生產方法，是在3J21合金成份的基礎上，加入鑭-鈰合金、元素鈦、鋁、來達到細化晶粒，達到提高彈性合金產品的質量。

本發明的技術方案是通過以下方式實現的：一種航空高壓艙用高性能彈性合金材料，其化學成份為（wt.%表示）：Ni?14.0~21.0%、Cr?19~21%、Co?39~41%、Si?≤0.6%、Mn?1.7～2.3%、C?0.07～0.12%、P?0.010%、S?0.010%、Mo?6.50～7.70%、Ti?0.35～1.0%、A1?0.2～0.4%、鑭-鈰合金0.5%、其余為Fe。

其生產方法：真空熔煉→電渣精煉→鍛打開坯→熱軋成型→冷拉→熱處理，包括以下步驟：

1）、真空熔煉：將原料為Ni板、金屬Cr、Co、工業純Fe經烘烤后裝入進行中頻熔煉；待材料熔化70%后加大功率高速熔化，當全熔后待達到精煉溫度后進入精煉期，精煉保持30分鐘，精煉后期轉低真空，加入C、Mn、Si、鑭鈰合金，（在熔煉爐中裝入經烘烤后備用的Ni、Cr、Fe、Co爐料,低功率化料，待材料熔化70%后加大功率高速熔化，當全熔后待達到精煉溫度后進入精煉期,精煉保持30分鐘，精煉后期轉低真空，在料盅內分格放入C、Mn、Si、鑭鈰合金）大功率攪拌一分鐘出鋼，澆注電極；

2）、電渣精煉：用螢石與二氧化鈦制備引弧劑，用CaF₂、Al₂O₃制作重熔電渣系；裝爐、弧造渣、冶煉、補縮、冷卻，制成鋼錠坯；在電渣過程中采用續加鋁粉的方法加渣時，勺不允許和結晶器、電極棒同時接觸或肜勺亂搗結晶器上渣料，引弧電流為500—1500A，渣全熔后正常冶煉，控制電流2500-3000A，電壓38-41V，使電極熔化，直到結晶器裝滿為止。

3）、鍛打開坯：

（1）預熱：鋼錠坯由室溫加熱到850℃，預熱30分鐘，

（2）升溫：升溫到1160-1180℃翻錠坯，時間30-35分鐘，

（3）保溫：達到鍛造溫度時進行保溫，保溫≥20分鐘，始鍛溫度為1180℃，終鍛溫度為950℃；

（4）鍛制：采用二輕一重，二均勻操作法制成鋼錠；

所述的鍛制是鍛打開始以較小的變形量進行輕擊，等塑性提高后酌情重擊，臨近終鍛溫度時再輕擊，變形要求均勻，避免在同一位置反復撞擊，每次送進量應小于鉆寬，每次送進量應大于壓下量，避免產生折迭，鋼錠鍛打時，先鍛小頭，小頭鍛打尺寸合格，再倒過來鍛制大頭；

4）、熱軋成型：入爐溫度：850-900℃、升溫時間：≥40分鐘、加熱溫度：1180-1200℃、保溫時間：≥20分鐘、始軋溫度：≥1160℃、終鍛溫度：≥850℃；

5）、冷拉：

一、配模工藝要求

作業前，先進行配模，配模工藝標準按以下進行。

（1）??單位（mm)“*”表示退火（退火溫度參見《煤爐、油爐熱處理（退火）一覽表》

φ18.0*~φ17.0*~φ16.0*~φ15.0*~φ14.0*~φ13*~8.5*和10*