[發明專利]一種大規格Inconel690合金棒材的鍛造方法

有效

• 申請號: 201410578696.6
• 申請日: 2014-10-24
• 公開（公告）號: CN105583251B
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發明（設計）人: 張龍;高明;馬穎澈;劉奎
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: B21C37/04
• 分類號: B21C37/04;B21J1/04;B21J1/06
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司21002
• 代理人: 許宗富,周秀梅

技術領域

本發明屬于金屬壓力加工領域，涉及對大規格Inconel690(以下簡稱I-690)合金鍛造工藝的改進，具體說是一種大規格Inconel690合金棒材的鍛造方法。

背景技術

Inconel690合金作為一種高鉻、低碳含量的鎳基合金，具有優異的抗腐蝕性能，可在苛刻腐蝕環境下長期穩定服役。由于綜合性能突出，I-690合金在工業中使用量巨大，但目前大規格I-690棒材因原始鋼錠坯料規格大、鍛造變形抗力大等原因導致生產存在一定困難，生產中易出現坯料開裂、鍛態組織不均勻等問題。解決以上問題需改進材料的變形溫度、變形量設計等工藝參數。

發明內容

本發明的目的是提供一種大規格Inconel690合金棒材的鍛造方法，采用本發明鍛造的I-690合金棒材組織均勻性高、變形道次少且可有效降低生產成本。

為了實現上述目的，本發明的技術方案如下：

一種大規格I-690合金棒材的鍛造方法，該方法使用鍛錘或壓機進行鍛造，鍛造過程包括如下步驟：

1)鍛造原料。大規格I-690合金棒材由大規格鋼錠鍛造而成，鋼錠選用電渣重熔工藝生產的優質重熔錠。

2)加熱制度。鍛造前鋼錠在爐溫600℃以下放入加熱爐進行加熱。加熱爐需緩慢加熱，升溫速率控制在200℃/h以下。升溫至中高溫后，即于900℃-950℃范圍內根據鋼錠大小保溫2-4小時，然后再升溫至1200℃±10℃。鋼錠目標加熱溫度為1200℃±10℃，該溫度下保溫最少時間由鋼錠半徑決定。最少保溫時間計算方法為：以毫米表示的鋼錠半徑值乘以分鐘即對應的最少保溫時間。(例如：鋼錠半徑為250mm，則1200℃±10℃下保溫時間需大于250分鐘)

3)開坯。鋼錠的開坯采用拔長工藝，變形量控制在20％-30％，送進量L控制在0.5-0.8h范圍內，終鍛溫度950℃以上，開坯鍛成橫截面為方形的棒材。鍛成后回爐加熱。

4)回爐加熱。回爐加熱保溫時間不少于1.5小時，溫度1200℃±10℃。

5)中間變形。保溫結束出爐再次鍛造，鍛造沿坯料橫截面對角線方向施加外力變形，變形量控制在20-50％。送進量L控制在0.5-0.8h范圍內，終鍛溫度大于900℃。鍛成回爐加熱。

6)回爐加熱。回爐加熱保溫時間不少于1.5小時，溫度1200℃±10℃。

7)末火：最后一道變形量控制在35％以上，終鍛溫度大于800℃。

本發明所述大規格Inconel690合金棒材是指棒材橫截面直徑大于150mm。

本發明的優點如下：

1、I-690合金鍛棒原料選用電渣重熔鋼錠，鋼錠結晶組織致密，偏析小，制得成品的化學成分均勻性與組織均勻性高。

2、I-690合金加熱溫度高。在1200℃±10℃條件下，合金中元素擴散速度快，利于均勻合金的成分與組織。同時高溫下合金變形抗力小，變形溫度區間大，利于增大每火次變形量，提高生產效率。

3、鍛造過程中送進量L控制在0.5-0.8h范圍內，該條件下合金變形均勻，開裂風險低，同時拔長效率高。

4、中間變形過程中，鍛造沿著坯料橫截面對角線方向施加外力變形，該方式變形可明顯消除變形死區，有效提高成品棒材的組織均勻性。

具體實施方式

實施例1

Inconel690合金Φ215mm直徑棒材的鍛造

設備：Φ215mm直徑棒材鍛造設備使用6T鍛錘。

原料：鍛造原料采用Φ515mm直徑電渣重熔錠鍛造。

加熱：鍛前鋼錠于300℃放入煤氣爐加熱，每小時升溫速率為100℃/h，到達950℃保溫3小時后繼續升溫至1200℃，保溫5小時開始鍛造。

開坯：鋼錠的開坯采用拔長工藝，將電渣錠從Φ515mm直徑鍛成至400×400mm方棒，一火變形量為24％，送進量L控制在0.5-0.8h范圍內，終鍛溫度970℃。鍛成后回爐加熱1.5小時。

中間變形：中間變形共分兩步。第一步將坯料從400×400mm鍛成340×340mm方棒，鍛造沿坯料橫截面對角線方向施加外力變形，變形量27％，回爐加1.7小時。第二步將坯料從340×340mm鍛成270×270mm方棒，鍛造沿坯料橫截面對角線方向施加外力變形，變形量37％，回爐加2.0小時。兩步變形進量L控制在0.5-0.8h范圍內。

末火：最后一道由270×270mm方棒鍛成Φ215mm直徑圓棒，變形量為48％，終鍛溫度850℃。