[發(fā)明專利]一種高性能鎳基合金復(fù)合帶材的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010031102.5
• 申請(qǐng)日: 2020-01-13
• 公開（公告）號(hào): CN111101007B
• 公開（公告）日: 2022-02-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱曉壘;王霄萍;韓金鐘;理記濤;孟明;劉奎立
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 周口師范學(xué)院
• 主分類號(hào): C22C1/02
• 分類號(hào): C22C1/02;C22C19/03;C22F1/02;C22F1/10;C21D9/52;B21B1/46;B21B37/56;B21B37/74
• 代理公司: 北京安度修典專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11424
• 代理人: 楊方成

本發(fā)明公開了一種高性能鎳基合金復(fù)合帶材的制備方法，包括以下步驟：(1)復(fù)合坯錠的制備；(2)坯錠的冷軋；(3)冷軋帶材的再結(jié)晶退火，最終得到高性能鎳基合金復(fù)合帶材。本發(fā)明的一種高性能鎳基合金復(fù)合帶材的制備方法通過采用連續(xù)擠壓的方法獲得高鎢含量的鎳鎢復(fù)合帶材，層間界面結(jié)合力較好，同時(shí)，連續(xù)擠壓使表層組織均勻、細(xì)小，冷軋過程中形成有利的形變織構(gòu)，有利于后續(xù)再結(jié)晶退火從而獲得強(qiáng)立方織構(gòu)的鎳基合金復(fù)合帶材。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高強(qiáng)度、無鐵磁性的強(qiáng)立方織構(gòu)鎳基合金復(fù)合帶材的制備方法，屬于高溫涂層超導(dǎo)帶材用的織構(gòu)金屬基帶技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

第二代高溫超導(dǎo)帶材具有優(yōu)越的物理性能，在電力、交通及軍事等領(lǐng)域有著潛在的應(yīng)用價(jià)值。第二代高溫超導(dǎo)帶材是由多層結(jié)構(gòu)復(fù)合而成，由高強(qiáng)度金屬作為基底，外延生長過渡層及超導(dǎo)層薄膜，對(duì)于高性能超導(dǎo)帶材而言，高性能基底帶材的制備是關(guān)鍵技術(shù)之一，高性能的基底帶材不僅需要具有強(qiáng)立方織構(gòu)，還應(yīng)具有優(yōu)良的力學(xué)性能，同時(shí)在液氮溫區(qū)無鐵磁性。

目前通過特殊的加工方式可以獲得高鎢含量的鎳鎢合金帶材，表現(xiàn)為優(yōu)良的綜合性能，但鎢原子百分含量通常在9％以內(nèi)，鎢含量更高的鎳鎢合金帶材還難以實(shí)現(xiàn)強(qiáng)立方織構(gòu)的獲得，鎳鎢合金帶材作為涂層超導(dǎo)帶材的基底材料，其力學(xué)性能仍有待于進(jìn)一步提高。

層狀復(fù)合材料是一種具有潛力的替代傳統(tǒng)基底的材料體系，新型復(fù)合帶材的開發(fā)是拓展涂層超導(dǎo)帶材應(yīng)用領(lǐng)域的基礎(chǔ)，目前，復(fù)合帶材的制備及合金體系的開發(fā)是新型復(fù)合帶材的研發(fā)重點(diǎn)。

因此，如何制備高性能的金屬基帶是目前實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)超導(dǎo)帶材的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的實(shí)施例旨在克服以上缺陷，提供一種高性能鎳基合金復(fù)合帶材的制備方法，其通過新型的復(fù)合帶材的設(shè)計(jì)思路和制備方法，開發(fā)適合高溫超導(dǎo)材料用的高性能金屬基底帶材。

為了解決以上問題，本發(fā)明提供了一種高性能鎳基合金復(fù)合帶材的制備方法，包括以下步驟：

(1)復(fù)合坯錠的制備

首先采用真空感應(yīng)熔煉制備Ni-9at.％W和Ni-12at.％W合金坯錠，將兩種合金坯錠均直接熱軋至15mm厚，其中熱軋溫度為1280℃，然后以Ni-9at.％W熱軋板為表層材料，Ni-12at.％W熱軋板為芯層材料，將各層逐步放置，通過連續(xù)擠壓的方法獲得10mm～15mm厚的Ni-9at.％W/Ni-12at.％W/Ni-9at.％W三層結(jié)構(gòu)的復(fù)合帶材；

(2)坯錠的冷軋

對(duì)步驟(1)中復(fù)合后的坯錠進(jìn)行冷軋變形，獲得厚度為80～100μm的合金基帶，每道次厚度壓下量控制在5％～20％；

(3)冷軋帶材的再結(jié)晶退火

將步驟(2)中得到的冷軋帶材在氣體保護(hù)條件下進(jìn)行再結(jié)晶退火，具體工藝為以5～10℃/min的升溫速率升溫至1200℃保溫60min～120min，最終得到高強(qiáng)度、無鐵磁性的具有強(qiáng)立方織構(gòu)的鎳鎢復(fù)合帶材。

優(yōu)選地，步驟(2)還包括：冷軋帶材的中間退火工藝

在步驟(2)的冷軋過程中加入低溫退火，具體工藝為將坯錠冷軋至5mm厚時(shí)在480℃條件下保溫30min～60min，然后在冷軋至1mm厚時(shí)在400℃條件下保溫20min～50min。

優(yōu)選地，步驟(1)中通過連續(xù)擠壓的方法獲得10mm、12mm或15mm厚的Ni-9at.％W/Ni-12at.％W/Ni-9at.％W三層結(jié)構(gòu)的復(fù)合帶材。

優(yōu)選地，步驟(2)中對(duì)復(fù)合后的坯錠進(jìn)行冷軋變形，獲得厚度為80μm、90μm或100μm的合金基帶，每道次厚度壓下量控制在5％～20％。

優(yōu)選地，步驟(2)中每道次厚度壓下量控制在5％、10％、15％或20％。