[發明專利]一種90MPa氫壓機膜片用高強度耐氫脆板材的制備方法

有效

• 申請號: 202111221856.8
• 申請日: 2021-10-20
• 公開（公告）號: CN114032476B
• 公開（公告）日: 2023-03-17
• 發明（設計）人: 趙明久;劉家興;姜海昌;戎利建
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: C22C38/44
• 分類號: C22C38/44;C22C38/46;C22C38/50;C22C38/54;C21D8/02;C22C1/03;C22C30/00;C22C33/06;C22F1/16;C21C7/04;C21C7/064;C22B9/00
• 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90MPa氫壓機膜片用高強度耐氫脆板材的制備方法，其特征在于，板材寬度不小于800mm、厚度在0.4～0.6mm、長度不小于1000mm，板材表面粗糙度Ra≤0.8μm、不平度不大于10mm/m，厚度精度±0.05mm；按重量百分比計，板材的主要成分范圍如下：

Ni：29.50～31.50，Cr：14.00～16.00，Mo：0.90～1.50，V：0.10～0.40，Ti：1.80～2.40，Al：068～0.80，B：0.0020～0.0030，Fe及不可避免的殘余元素：余量；不可避免的殘余元素包括：碳、硫、磷，碳含量控制在≤0.020，硫含量控制在≤0.005，磷含量控制在≤0.007；

所述的90MPa氫壓機膜片用高強度耐氫脆板材的制備方法，該板材的制備具體過程如下：

（1）以磷含量低于0.007 wt.% 優質工業純鐵、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，采用熱穩定性高的坩堝進行真空感應熔煉，在1530～1570℃精煉處理10～15分鐘，隨后依次加入硅鐵、鈦鐵、鋁鐵、硼鐵和脫硫劑，再進行5～15分鐘精煉脫硫，在1480～1520℃澆鑄鑄錠；

（2）真空自耗冶煉；

（3）合金鍛造；開坯鍛造溫度1050～1150℃，終鍛溫度880～1000℃，獲得鍛坯；在鍛至最終規格前允許回爐再加熱，在1050～1150℃下保溫1～4h；

（4）合金熱軋制；鍛坯在1050～1150℃保溫2～4h后進行熱軋制，開坯軋制溫度1050～1150℃，終軋溫度850～950℃，獲得4～6mm厚的熱軋板材；在軋至最終規格前允許回爐再加熱，在1050～1150℃下保溫0.5～3h；

（5）合金冷軋制或精軋制；室溫冷軋制每次退火間變形量30～70%、中間采用1020～1060℃保溫15～60min去應力退火，獲得0.4～0.6mm厚的冷軋板材，其晶粒度不低于6級；

（6）板材固溶處理；板材固溶處理溫度控制在970～990℃、保溫時間20～60min，空冷；

（7）板材小變形冷軋制；板材冷軋制變形量為10～15%；

（8）板材退火處理；板材退火處理制度為：980～1000℃保溫0.5～1h；

（9）板材時效處理；板材時效處理制度為：730～750℃保溫7～9h，爐冷；

板材中∑3ⁿ晶界比例不低于60%，n=1、2或3，∑≤29晶界比例不低于65%；

300℃、10MPa、體積純度≥99.999%的高純氫、72h的充氫處理后，板材的室溫力學性能滿足：屈服強度（Rp0.2）不低于600MPa，抗拉強度（Rm）不低于950MPa以上，延伸率（A）不低于20%。

2.按照權利要求1所述的90MPa氫壓機膜片用高強度耐氫脆板材的制備方法，其特征在于，板材的室溫力學性能滿足：屈服強度（Rp0.2）不低于600MPa，抗拉強度（Rm）不低于950MPa，延伸率（A）不低于25%。

3.按照權利要求1所述的90MPa氫壓機膜片用高強度耐氫脆板材的制備方法，其特征在于，板材的250℃高溫力學性能滿足：屈服強度（Rp0.2）不低于600MPa，抗拉強度（Rm）不低于950MPa，延伸率（A）不低于23%。

4.按照權利要求1所述的90MPa氫壓機膜片用高強度耐氫脆板材的制備方法，其特征在于，板材在50%置信度下的疲勞極限不低于270MPa。

5.按照權利要求1所述的90MPa氫壓機膜片用高強度耐氫脆板材的制備方法，其特征在于，時效處理后板材中的非金屬夾雜物滿足如下要求：細系（m），A≤0.5級，B≤0.5級，D≤1.5級，三類之和≤2.5級；粗系（m），A≤0.5級，B≤0.5級，D≤1.0級，三類之和≤1.5級；其中，A為硫化物類、B為氧化鋁類、D為球狀氧化物類，三類之和為A+B+D。

6.按照權利要求1所述的90MPa氫壓機膜片用高強度耐氫脆板材的制備方法，其特征在于，板材固溶處理在真空或氣體保護氣淬熱處理爐中進行，氣淬介質為氬氣；板材的退火處理在氣體保護熱處理爐中進行，保護氣氛為氬氣。

7.按照權利要求6所述的90MPa氫壓機膜片用高強度耐氫脆板材的制備方法，其特征在于，板材時效處理采用真空或還原性氣體保護熱處理爐。