[發明專利]一種鎳基板材及其制備方法

在審

• 申請號: 202011557149.1
• 申請日: 2020-12-25
• 公開（公告）號: CN112553505A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 邵興明;華大鳳;任國松;華鵬;王樹平;劉威
• 申請（專利權）人: 江蘇新核合金科技有限公司
• 主分類號: C22C19/05
• 分類號: C22C19/05;C22C1/02;C22B9/18;C22F1/10;C22C1/06
• 代理公司: 南京科知維創知識產權代理有限責任公司 32270
• 代理人: 許益民

本發明提供一種鎳基板材，各元素的重量百分比為：C:0.05?0.15%，Si:0.25?0.75%，Mn:0.30?1.0%，P:≤0.030%，S:≤0.015%，Cr:20.0?24.0%，Al:0.2?0.5%，Ti:≤0.10%，Fe:≤3.0%，Mo:1.0?3.0%，W:13?15%，Co:≤5.0%，La:0.005?0.05，B:≤0.015%，Nb:≤0.50，余量為Ni和不可避免的雜質。本發明還提供該鎳基板材的制備方法，制備方法包括：真空冶煉、電渣重熔、鍛造和熱軋。本發明通過添加Nb元素和優化加工工藝制得鎳基合金，在高溫條件下，能長時間耐顆粒粗化，具有良好的焊接性能，可以更好地應用于航天、能源、電熱工業等行業。

技術領域

本發明涉及高溫合金材料領域，尤其涉及一種鎳基板材及其制備方法。

背景技術

高溫合金是指能夠在600℃以上高溫，承受較大復雜應力，并具有表面穩定性的高合金化鐵基、鎳基或鈷基奧氏體金屬材料。

其中Alloy 230合金是一種鎳鉻鎢鉬合金，兼具優良的高溫強度，抗氧化性能，超長時間的熱穩定性和良好的可加工性能。

但是現有技術中的鎳基板材在長時間的高溫條件下容易晶粒粗化，導致力學性能變差，焊接性能降低，影響最終的使用壽命。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中存在的缺點，提供一種鎳基板材及其制備方法，用于解決高溫條件下鎳基板材晶粒容易粗化，導致力學和焊接性能變差的問題。

為實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

本發明提供一種鎳基板材，所述鎳基板材中各元素的重量百分比為：C:0.05-0.15%，Si:0.25-0.75%，Mn:0.30-1.0%，P:≤0.030%，S:≤0.015%，Cr:20.0-24.0%，Al:0.2-0.5%，Ti:≤0.10%，Fe:≤3.0%，Mo:1.0-3.0%，W:13-15%，Co:≤5.0%，La:0.005-0.05，B:≤0.015%，Nb:≤0.50，余量為Ni和不可避免的雜質。

較佳的，各元素的重量百分比為：C:0.05-0.10%，Si:0.25-0.50%，Mn:0.30-0.50%，P:≤0.020%，S:≤0.010%，Cr:21.0-23.0%，Al:0.30-0.40%，Ti:≤0.10%，Fe:≤2.0%，Mo:1.5-2.5%，W:13-15%，Co:≤4.0%，La:0.02-0.05，B:≤0.010%，Nb：0.2-0.5%，余量為Ni和不可避免的雜質。

本發明還提供一種鎳基板材的制備方法，包括以下步驟：

S1真空冶煉：將合金原料按照既定的重量比例精準配料，并按工藝要求烘烤使用，采用25%的返回料，熔化期真空度小于5帕，精煉期真空度≤10Pa，采用不少于兩次的高溫瞬時精煉和一次低溫長時精煉，提溫到1540℃持續1至2分鐘，搖爐攪拌3到5分鐘，降溫到1450℃，再調整精煉溫度1520℃，精煉時間≥25分鐘，脫氧良好的情況下，調整出鋼溫度1540℃，澆注電極，澆注后期補縮充分，澆鑄完成20分鐘后破空出模標識。

S2電渣重熔：清理電極表面雜質和端部耐材，將端部縮孔切除，渣料嚴格按照工藝要求烘烤，水溫控制在25℃～60℃，使用渣系為：CaF₂:AL₂O₃:CaO:MgO=60:20:10:10，電壓55-60V，電流：3500-5000A，后期充分補縮，確保無縮孔。

S3鍛造：加熱溫度1140℃～1160℃，緩慢加熱至800℃保溫2h，再升溫1000℃保溫1.5h，再升溫至1140℃保溫2h，中間翻動兩次使受熱均勻，開鍛溫度≥1050℃，終鍛溫度≥900℃，回火時間大于60分鐘，100%探傷檢測，切除缺陷，表面磨光標識。

S4熱軋：加熱溫度：1140℃～1160℃，板材中間坯表面研磨去除缺陷，精軋成成品板材。