一种锻后不固溶消除N08028合金析出相的方法与流程

本发明属于铁镍基耐蚀合金领域。更具体地，尤其是涉及一种锻后不固溶消除n08028合金析出相的方法。

背景技术：

1、n08028合金属于ni-fe-cr-mo-cu系铁镍基耐蚀合金，其耐点蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀和抗应力腐蚀等性能优异，通常用于油气井管使用材料。而n08028合金中的cr和mo元素含量高，易形成金属间化合物σ相，σ相会显著降n08028合金的室温冲击韧性和持久性能，同时也会严重影响材料的耐h2s应力腐蚀能力。经大量研究表明，n08028析出相为富cr、mo相，而ni含量远低于基体，是典型的σ相，该相在800℃左右为析出峰值，而在1200℃固溶后，析出相会完全溶解。因此在实际大生产中一般都会考虑在锻后进行1150-1200℃的固溶，将析出相完全溶解后立即水冷，解决σ相的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对上述问题提供一种锻后不固溶消除n08028合金析出相的方法，该方法生产的锻棒，不经固溶处理，析出相满足金属间化合物相、氮化物相和碳化物相总含量不超过1.0％，σ相不超过0.2％。

2、本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

3、一种锻后不固溶消除n08028合金析出相的方法，其特征在于：

4、步骤一、电极准备：电极尺寸采用(420-460)mm×(2700-3000)mm规格，重熔冶炼前进行锯切和打磨；

5、保证电极棒头尾平整，电极表面不得有严重裂纹，重皮，飞边，结疤缺陷，无氧化皮，铁锈，油污杂质。

6、步骤二、结晶器准备：结晶器使用600-700mm规格，使用前对结晶器内壁粉尘，异物清理干净；

7、保证结晶器内壁干燥清洁。

8、步骤三、使用抛光设备对底水箱铜底板进行打磨，去除表面粘附物，将15-20mm厚的碳钢板两面打磨干净；

9、打磨后，需见金属本色，不得有氧化皮存在。

10、步骤四、在碳钢板中心处放置四块引弧剂，引弧剂是周围总渣量0.8-1.3％渣料，便于引弧形成渣池；

11、步骤五、向结晶器内充氩气，氩气流量27-32m3/h，保持8-15min，排空结晶器内空气，调整氩气流量至9-12m3/h，直至熔炼结束；

12、步骤六、准备渣料，采用电渣炉液渣起弧方式进行冶炼，渣系使用预熔四元渣，渣系成分为：caf2 50％-65％，al2o3 15％-25％，cao8％-15％，mgo 8％-15％，渣量150-220kg；

13、步骤七、送电起弧，使用450-550mm规格石墨电极进行化渣，化渣电流1500-3500a，电压50-70v，按阶梯式上升模式进行化渣，化渣时间控制在60-80min，化渣期间降低底水箱进水阀开度，控制出水温度≥40℃；

14、需减少热量的散失，保证渣温，从而保证电渣锭底部质量。

15、步骤八、冶炼稳态熔速控制在(0.65-0.75)d kg/h，其中d为结晶器直径，单位为mm；

16、冶炼稳态熔速略低于常规不锈钢常规熔速，目的是为了减轻mo元素的偏析，同时兼顾电渣锭表面质量。

17、步骤九、锻造采用快锻+径锻，高温均质化，快锻均质化后开坯，开坯尺寸根据成品圆钢尺寸确定，径锻一火成型；保证终锻温度≥900℃；

18、锻造工艺考虑加热温度及变形道次，保证终锻温度在一定范围，避免析出相的产生。

19、步骤十、径锻锻后不固溶，直接水冷，水冷时间≥40min。

20、水冷后头尾取样检验析出相。

21、该方法采用电渣炉液渣起弧方式进行冶炼，渣系使用预熔四元渣，渣系成分为：caf2 50％-65％，al2o3 15％-25％，cao 8％-15％，mgo8％-15％；

22、该方法采用450-550mm石墨电极化渣，化渣电流为1500a-3500a，电压为50v-70v，化渣时间控制在60-80min，化渣期间降低底水箱进水阀开度，控制出水温度≥40℃，减少热量的散失，保证渣温，从而保证电渣锭底部质量；

23、该方法冶炼稳态熔速控制在(0.65-0.75)d kg/h，d为结晶器直径，单位为mm，冶炼稳态熔速低于常规不锈钢常规熔速，目的是为了减轻mo元素的偏析，同时兼顾电渣锭表面质量；

24、锻造采用快锻+径锻，高温均质化，快锻均质化后开坯，开坯尺寸根据成品圆钢尺寸确定，径锻一火成型；锻造工艺考虑加热温度及变形道次，保证终锻温度≥900℃，避免析出相的产生。

25、径锻锻后不固溶，直接水冷，水冷时间≥40min，水冷后头尾取样检验析出相。

26、本发明具有以下有益效果：

27、本发明采用新工艺路线：快锻+径锻，锻后不固溶直接水冷。而常规的工艺路线为：快锻+固溶+水冷。本发明取消了固溶的工序，满足金属间化合物相、氮化物相和碳化物相总含量不超过1.0％，σ相不超过0.2％的要求。

28、常规的采用快锻+固溶+水冷工艺，难以能解决析出相问题，存在一定比例的不合格。

技术特征：

1.一种锻后不固溶消除n08028合金析出相的方法，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的锻后不固溶消除n08028合金析出相的方法，其特征在于：电极尺寸采用420mm×3000mm规格。

3.根据权利要求1所述的锻后不固溶消除n08028合金析出相的方法，其特征在于：结晶器使用600mm规格。

4.根据权利要求1或2所述的锻后不固溶消除n08028合金析出相的方法，其特征在于：向结晶器内充氩气，氩气流量32m3/h，保持8min，排空结晶器内空气，调整氩气流量至12m3/h，直至熔炼结束。

5.根据权利要求1或2所述的锻后不固溶消除n08028合金析出相的方法，其特征在于：准备渣料，采用电渣炉液渣起弧方式进行冶炼，渣系使用预熔四元渣，渣系成分为：caf250％，al2o325％，cao15％，mgo 10％，渣量220kg。

6.根据权利要求1或2所述的锻后不固溶消除n08028合金析出相的方法，其特征在于：步骤七、送电起弧，使用450mm规格石墨电极进行化渣，化渣电流1500a，电压70v，按阶梯式上升模式进行化渣，化渣时间控制在80min，化渣期间降低底水箱进水阀开度，控制出水温度为43℃。

7.根据权利要求1或2所述的锻后不固溶消除n08028合金析出相的方法，其特征在于：步骤八、冶炼稳态熔速控制在0.7d kg/h，其中d为结晶器直径，单位为mm。

8.根据权利要求1或2所述的锻后不固溶消除n08028合金析出相的方法，其特征在于：步骤九、锻造采用快锻+径锻，高温均质化，快锻均质化后开坯，开坯尺寸根据成品圆钢尺寸确定，径锻一火成型；保证终锻温度为910℃。

9.根据权利要求1或2所述的锻后不固溶消除n08028合金析出相的方法，其特征在于：步骤九、锻造采用快锻+径锻，高温均质化，快锻均质化后开坯，开坯尺寸根据成品圆钢尺寸确定，径锻一火成型；保证终锻温度为925℃。

10.根据权利要求1或2所述的锻后不固溶消除n08028合金析出相的方法，其特征在于：步骤十、径锻锻后不固溶，直接水冷，水冷时间为45min。

技术总结
本发明属于铁镍基耐蚀合金领域。更具体地，尤其是涉及一种锻后不固溶消除N08028合金析出相的方法。该方法经电极准备、结晶器准备、使用抛光设备对底水箱铜底板进行打磨、在碳钢板中心处放置四块引弧剂、向结晶器内充氩气、准备渣料、控制冶炼稳态熔速、锻造采用快锻+径锻、径锻锻后不固溶直接水冷步骤，可达到析出相金属间化合物相、氮化物相和碳化物相总含量不超过1.0％，σ相不超过0.2％。

技术研发人员：沈伟杰,佴启亮,罗通伟,王小萍,刁恒宇,慕乾松,常凯华,章元园,王法
受保护的技术使用者：湖州久立永兴特种合金材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8