[發明專利]超超低碳、高強度、耐氫脆合金及非金屬夾雜物控制方法

有效

• 申請號: 201210479943.8
• 申請日: 2012-11-21
• 公開（公告）號: CN102994908A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 趙明久;戎利建;閆德勝;姜海昌;胡曉峰;宋元元;王本賢
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: C22C38/54
• 分類號: C22C38/54
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

1.一種超超低碳、高強度、耐氫脆合金，其特征在于，按重量百分計，該合金主要成分的范圍如下：

Ni：29.0～32.0，Cr：14.0～16.0，Mo：1.30～1.50，鈦：1.60～2.30，鋁：0.2～0.5，硅：0.1～0.3，硼：0.001～0.006，鐵及不可避免的殘余元素：余量。

2.按照權利要求1所述的超超低碳、高強度、耐氫脆合金，其特征在于，不可避免的殘余元素包括：碳、硫、磷，按重量百分計，該合金中，碳含量控制在≤0.010，硫含量控制在≤0.002，磷含量控制在≤0.006。

3.按照權利要求1所述的超超低碳、高強度、耐氫脆合金，其特征在于，合金中無Ti₂CS型非金屬夾雜物的生成。

4.按照權利要求1所述的超超低碳、高強度、耐氫脆合金，其特征在于，合金的屈服強度720～820MPa，抗拉強度1020～1120MPa，延伸率26～32%，斷面收縮率55～65%。

5.按照權利要求4所述的超超低碳、高強度、耐氫脆合金，其特征在于，合金在300℃、10MPa高純氫環境中放置10天后，屈服強度高于720～780MPa、抗拉強度高于1050～1100MPa，延伸率高于22～28%，斷面收縮率高于35～45%，氫致塑性損減低于35～45%。

6.一種權利要求1～5之一所述的超超低碳、高強度、耐氫脆合金的非金屬夾雜物控制方法，其特征在于，合金制備具體過程如下：

（1）采用CaO坩堝進行真空感應熔煉合金，澆注鑄錠；

以磷含量低于0.007wt.%工業純鐵、電解鎳、金屬鉻、金屬鉬及其它中間合金：硅鐵、硼鐵、鈦鐵和鋁鐵為原料，熔煉前先將Fe、Ni、Cr和Mo裝入坩堝中，將硅鐵、鈦鐵、鋁鐵、硼鐵和鈣質脫硫劑裝入料斗；

采用CaO坩堝，在1530～1570℃精煉處理10～15分鐘，隨后依次加入硅鐵、鈦鐵、鋁鐵、硼鐵和鈣質脫硫劑，再進行5～15分鐘精煉，利用CaO坩堝的熱穩定性和鈣質脫硫劑進行脫硫處理，在1480～1520℃澆鑄鑄錠，通過控制合金中的殘余元素碳、硫雜質含量，抑制Ti₂CS型非金屬夾雜物的生成。

（2）鑄錠進行真空自耗重熔；

（3）合金鍛造；

（4）合金軋制；

（5）棒材熱處理。

7.按權利要求6所述的超超低碳、高強度、耐氫脆合金的非金屬夾雜物控制方法，其特征在于：所述步驟（3）中，在1050～1150℃保溫5～8h后進行合金鍛造，開坯鍛造溫度1050～1150℃，終鍛溫度850～950℃。

8.按權利要求6所述的超超低碳、高強度、耐氫脆合金的非金屬夾雜物控制方法，其特征在于：所述步驟（3）中，鍛成最終規格前，回爐再加熱，再熱制度為1050～1150℃保溫時間為1.5～3h。

9.按權利要求6所述的超超低碳、高強度、耐氫脆合金的非金屬夾雜物控制方法，其特征在于：所述步驟（4）中，在1050～1150℃保溫2～5h后進行軋制，開坯軋制溫度1050～1150℃，終軋溫度850～950℃，一次軋制成所需規格棒材，不進行中間退火處理。

10.按權利要求6所述超超低碳、高強度、耐氫脆合金的Ti₂CS型非金屬夾雜物控制方法，其特征在于：所述步驟（5）中，棒材熱處理采用固溶+時效處理，固溶處理溫度控制在970～990℃，保溫時間0.5～2h，水淬；經固溶處理后的棒材，進行710～750℃保溫8～32h的時效處理，空冷。