利用密排晶面择优分布提高G3合金板材耐点蚀性能的方法与流程

本发明涉及一种利用密排晶面择优分布提高g3合金板材耐点蚀性能的方法，属于金属腐蚀防护技术领域。

背景技术：

镍基耐蚀合金g3由于具有良好的耐腐蚀性能和力学性能而应用于石油开采、酸碱制造等石化领域。随着深海油气田的开发，高h2s和cl^-浓度的服役条件对g3合金部件的耐点蚀性能提出了更高的要求。点蚀是由于金属出现“大阴极小阳极”结构而产生的局部腐蚀。金属材料成分偏析和第二相析出所形成的局部易腐蚀区域是点蚀发生的重要原因。另外，cl^-对材料表面钝化膜的破坏，也会加剧点蚀的形成。目前提高g3合金点蚀性能的主要途径包括：对零件进行表面处理，引入非自发形成的保护膜，从而防止腐蚀介质侵入，如涂敷防锈漆等；对材料进行固溶处理，消除其内部引起点蚀的第二相和元素偏析区域。然而，表面处理需要引入额外工艺，并对环境造成污染，而单独采用固溶处理会导致g3合金零件的强度无法满足需求。因此，本发明提出一种通过优化材料内部密排晶面分布来提高耐点蚀性能并同时保证力学性能的方法。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，本发明提供一种利用密排晶面择优分布提高g3合金板材耐点蚀性能的方法,该法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种利用密排晶面择优分布提高g3合金板材耐点蚀性能的方法，包括以下步骤：

s01，固溶处理：将g3合金板材进行固溶处理，固溶处理温度为1070-1100℃，保温时间为30-40min；

s02，预变形：将经过固溶处理的g3合金板材进行冷轧变形，变形量为30％-35％

s03，去织构化处理：将经过预变形的g3合金板材进行热处理，保温温度为1100-1120℃，保温时间为10min-15min；

s04，织构化处理：将经过去织构化处理的g3合金板材进行二次冷轧变形，变形量为50％-60％；

s05，去应力退火：将经过织构化处理的g3合金板材进行去应力退火，退火温度为430-450℃，保温时间为70-90min。

s01中，固溶处理后，g3合金板材采用水冷降至室温。

s03中，去织构化处理后，g3合金板材采用水冷降至室温。

s05中，去应力退火后，g3合金板材采用空气冷却降至室温。

优选地，s04中，二次冷轧变形的变形量为52％-57％。进一步优选为55％。

优选地，s05中，退火温度为440-450℃，保温时间为70-80min。

本发明的特点和优点如下：

(1)本发明的原理是：利用高变形量轧制在板材内部形成较强的轧制织构(即织构化处理)，使材料中密排晶面如{111}、{110}、{001}择优分布在平行于轧面的方向，利用密排晶面自由能低、耐点蚀的特点提高板材的耐点蚀能力。

(2)为了消除原材料织构对织构化过程中密排晶面择优分布的不利影响，在织构化处理前采用“预变形-去织构化处理”消除原始织构。通过预变形使材料内部产生大量位错，是去织构化处理的前提。去织构化处理实际为再结晶过程，本发明利用了g3合金具有面心立方结构并且层错能较低的特点，其再结晶过程由于大量孪晶的出现，使材料内部晶体学取向随机化，可以用于消除原材料中的织构。去织构化处理的温度和时间可以保证g3合金发生完全的静态再结晶，在消除原始织构的同时又不会使晶粒过分长大，保证材料的强韧匹配，便于织构化处理的轧制变形。

(3)固溶处理使g3合金中的析出相如m6c、m23c6和σ相等回溶，降低析出相对点蚀性能的有害影响，同时本发明中采用较低的固溶温度，在保证相回溶的前提下有效减少材料晶粒的长大幅度，确保其强韧性，保证后续变形的顺利进行。

(4)织构化处理后的去应力退火可以消除冷轧过程中的应力，降低应力对材料耐蚀性的不利影响，进而保证织构化形成的密排晶面择优分布，具有对材料耐点蚀性能的有益作用。去应力退火的温度低于g3合金中第二相的析出温度，减少第二相产生对点蚀性能的不利影响。去应力退火的温度低于g3合金的再结晶温度，保留了织构化处理所形成的密排晶面择优分布和加工硬化，在提高耐点蚀性能的同时保证了力学性能。

(5)g3合金板材的传统生产工艺虽然也为冷轧-退火循环，但冷轧变形量、退火工艺的选择由板材尺寸、强度和晶粒度要求所决定，对本发明利用冷轧实现密排晶面择优分布以优化耐点蚀能力的工艺流程不具有启示性，本发明中预变形、去织构化处理、织构化处理和去应力退火工艺参数的选择均需要按照提高材料耐点蚀能力的目的精确控制。

(6)本发明的优点如下：本发明不引入表面处理工艺，降低环境危害，节约生产成本。本发明利用织构化处理改变材料密排晶面分布，在提高其耐点蚀能力的同时保证力学性能。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清晰，以下结合附图及实施例对本发明进行进一步详细说明。此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：

如图1所示，本实施例中利用密排晶面择优分布提高g3合金板材耐点蚀性能的方法的步骤如下：

(1)将g3合金板材进行固溶处理，固溶温度为1070℃±5℃，保温时间为30min，保温结束后水冷至室温。

(2)将经过固溶处理后的g3合金板材进行预变形处理，预变形方式为冷轧，轧制量为30％；

(3)将经过预变形处理的板材进行去织构化处理，处理温度为1100℃±5℃，保温时间为10min，保温结束后水冷至室温。

(4)将经过去织构化处理的g3合金板材进行织构化处理，方式为冷轧，轧制量为50％。

(5)将经过织构化处理的g3合金板材进行去应力退火，退火温度为430℃±5℃，保温时间为70min，保温结束后空冷至室温。

经过此方法处理后的g3合金板材点蚀性能测试结果如表1所示。

实施例2：

本实施例中利用密排晶面择优分布提高g3合金板材耐点蚀性能的方法的步骤如下：

(1)将g3合金板材进行固溶处理，固溶温度为1100℃±5℃，保温时间为40min，保温结束后水冷至室温。

(2)将经过固溶处理后的g3合金板材进行预变形处理，预变形方式为冷轧，轧制量为35％；

(3)将经过预变形处理的板材进行去织构化处理，处理温度为1120℃±5℃，保温时间为15min，保温结束后水冷至室温。

(4)将经过去织构化处理的g3合金板材进行织构化处理，方式为冷轧，轧制量为60％。

(5)将经过织构化处理的g3合金板材进行去应力退火，退火温度为450℃±5℃，保温时间为90min，保温结束后空冷至室温。

经过此方法处理后的g3合金板材点蚀性能测试结果如表1所示。

实施例3：

本实施例中利用密排晶面择优分布提高g3合金板材耐点蚀性能的方法的步骤如下：

(1)将g3合金板材进行固溶处理，固溶温度为1080℃±5℃，保温时间为35min，保温结束后水冷至室温。

(2)将经过固溶处理后的g3合金板材进行预变形处理，预变形方式为冷轧，轧制量为33％；

(3)将经过预变形处理的板材进行去织构化处理，处理温度为1110℃±5℃，保温时间为12min，保温结束后水冷至室温。

(4)将经过去织构化处理的g3合金板材进行织构化处理，方式为冷轧，轧制量为55％。

(5)将经过织构化处理的g3合金板材进行去应力退火，退火温度为440℃±5℃，保温时间为80min，保温结束后空冷至室温。

经过此方法处理后的g3合金板材点蚀性能测试结果如表1所示。

实施例4：

本实施例中利用密排晶面择优分布提高g3合金板材耐点蚀性能的方法的步骤如下：

(1)将g3合金板材进行固溶处理，固溶温度为1100℃±5℃，保温时间为30min，保温结束后水冷至室温。

(2)将经过固溶处理后的g3合金板材进行预变形处理，预变形方式为冷轧，轧制量为32％；

(3)将经过预变形处理的板材进行去织构化处理，处理温度为1120℃±5℃，保温时间为10min，保温结束后水冷至室温。

(4)将经过去织构化处理的g3合金板材进行织构化处理，方式为冷轧，轧制量为57％。

(5)将经过织构化处理的g3合金板材进行去应力退火，退火温度为450℃±5℃，保温时间为70min，保温结束后空冷至室温。

经过此方法处理后的g3合金板材点蚀性能测试结果如表1所示。

实施例5：

本实施例中利用密排晶面择优分布提高g3合金板材耐点蚀性能的方法的步骤如下：

(1)将g3合金板材进行固溶处理，固溶温度为1070℃±5℃，保温时间为40min，保温结束后水冷至室温。

(2)将经过固溶处理后的g3合金板材进行预变形处理，预变形方式为冷轧，轧制量为30％；

(3)将经过预变形处理的板材进行去织构化处理，处理温度为1100℃±5℃，保温时间为15min，保温结束后水冷至室温。

(4)将经过去织构化处理的g3合金板材进行织构化处理，方式为冷轧，轧制量为52％。

(5)将经过织构化处理的g3合金板材进行去应力退火，退火温度为430℃±5℃，保温时间为90min，保温结束后空冷至室温。

对实施例1～5中的g3合金板材在3.5％nacl(质量分数)溶液中进行点蚀性能测试(极化测试)，以未按照本发明所述方法进行耐点蚀性能优化的g3合金板材作为对比例进行相同测试，对比结果如表1所示，可以看出按照本发明进行优化后，g3合金耐点蚀性能提高。

表1实施例1～5与对比例g3合金板材点蚀性能测试结果

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。