本发明涉及合金材料,尤其涉及一种高温合金棒材及其制备方法。
背景技术:
1、高温合金材料是船舶、航空等产品中比较重要的结构材料,现有的高温合金材料在机舱类产品结构中使用时,耐盐雾性和耐变形、耐裂纹性能不理想,长期使用对于产品会产生损伤,在使用时的寿命很难得到保障,特别是在温度低于40度的超低温环境下进行使用时,安全性不稳定。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种高温合金棒材及其制备方法,通过将多种不同的材料进行精细的配比并配合加入不同的微量元素制成新的高温合金材料,并且采用新的制备方式进行棒材产品的加工,使加工的产品在使用时具有更强的耐盐雾性能及耐变形和抗裂性能,在使用过程中的安全性更可靠,使用寿命更长,能够满足极限环境下的使用需求,应用范围更广,能够替代现有的材料进行使用。
2、本发明的技术方案如下:
3、一种高温合金棒材,其特征在于:由以下元素组成,重量百分比含量为:
4、c:≤0.15%;
5、si:≤0.5%;
6、mn:≤1.0%;
7、cr:15.0~17.0%;
8、al:4.0-5.0%;
9、s:≤0.015%;
10、p:≤0.015%;
11、ti:≤0.5%;
12、al:4.0-5.0%;
13、fe:2.5-6.0%;
14、w:≤1.0%;
15、co:≤2.0%;
16、mo:≤1.0%;
17、b:≤0.009%;
18、zr:≤0.20%;
19、y:0.09-0.15%;
20、ce:0.05%,余量为ni及不可避免的杂质。
21、进一步的,c:0.12%;
22、si:0.3%;
23、mn:1.0%;
24、cr:15.5%;
25、al:5.0%;
26、s:0.010%;
27、p:0.015%;
28、ti:0.2%;
29、al:4.0%;
30、fe:4.0%;
31、w:1.0%;
32、co:1.0%;
33、mo:0.3%;
34、b:0.006%;
35、zr:0.20%;
36、y:0.10%;
37、ce:0.04%。
38、进一步的,c:0.10%;
39、si:0.2%;
40、mn:0.6%;
41、cr:16.0%;
42、al:4.5%;
43、s:0.010%;
44、p:0.015%;
45、ti:0.1%;
46、al:5.0%;
47、fe:2.5%;
48、w:0.3%;
49、co:0.8%;
50、mo:0.2%;
51、b:0.001%;
52、zr:0.10%;
53、y:0.12%;ce:0.03%。
54、进一步的,
55、c:0.08%;
56、si:0.25%;
57、mn:0.6%;
58、cr:17.0%;
59、al:5.0%;
60、s:0.011%;
61、p:0.014%;
62、ti:0.1%;
63、al:4.8%;
64、fe:3.6%;
65、w:0.8%;
66、co:1.3%;
67、mo:0.7%;
68、b:0.006%;
69、zr:0.10%;
70、y:0.13%;
71、ce:0.01%。
72、进一步的,c:0.11%;
73、si:0.5%;
74、mn:1.0%;
75、cr:15.0%;
76、al:4.0%;
77、s:0.005%;
78、p:0.003%;
79、ti:0.2%;
80、al:4.8%;
81、fe:5.5%;
82、w:0.7%;
83、co:1.4%;
84、mo:0.7%;
85、b:0.004%;
86、zr:0.15%;
87、y:0.10%;
88、ce:0.01%。
89、一种高温合金棒材的制备方法,包括以下步骤:1)取ni板加入冶炼容器底部约1/4,底碳配入0.020%,cr放在坩埚中上部,上部用ni板覆盖,熔化期真空度小于5pa,精炼加ni-mg0.05%,物料加入时按照含量顺序依次加入;2)精炼期真空度≤5pa,采用不少于两次的高温瞬时精炼和一次低温长时精炼,提钢温到1500℃/1-2min,摇炉搅拌3-5分钟,降钢温到1420℃低温,再调整精炼温度1520℃,精炼时间≥45min,加入金属钙ca0.05%脱硫,10分钟,调整出钢温度1540℃,浇注电极,浇注后期补缩充分,浇铸完成15分钟后破空出模标识;3)电极清理表面杂质和端部耐材,端部缩孔切除,渣料进行烘烤操作,使用渣系:caf2:al2o3:cao:mgo=65:25:5:5,电压50-55v,电流:4000-5000a,电渣锭直径620kg钢锭,初始引弧应控制渣温熔化均匀防止夹渣,后期充分补缩,确保无缩孔。冷却20分钟出模捂砂缓冷;4)钢锭加热制度1150℃~1180℃,缓慢加热至760℃保温2h,升温1170℃,钢锭保温2.5h,中间翻动两次使受热均匀。加热温度1170℃-1180℃,保温大于2.5小时,开锻温度≥1100℃,终锻温度≥950℃,回火大于90分钟,模锻圆棒倍尺
90、*16支,捂热砂缓冷却至200℃以下空冷,锻棒100%探伤检测,切除缺陷,标识炉批号,取样检测性能如合格则无需要热处理直接剥皮定尺;5)进行热处理及剥皮加工,热处理960℃,保温1.5小时,进行水冷处理,取样检测理化性能,将合格产品转剥皮定尺l=750-755mm*16支。
91、本发明的有益效果:
92、本发明通过将多种不同的材料进行精细的配比并配合加入不同的微量元素制成新的高温合金材料,并且采用新的制备方式进行棒材产品的加工,使加工的产品在使用时具有更强的耐盐雾性能及耐变形和抗裂性能,在使用过程中的安全性更可靠,使用寿命更长,能够满足极限环境下的使用需求,应用范围更广,能够替代现有的材料进行使用,能够满足高等级舰船、航空产品等机舱类产品的使用需求。
1.一种高温合金棒材,其特征在于:由以下元素组成,重量百分比含量为:
2.根据权利要求1所述的一种高温合金棒材,其特征在于:
3.根据权利要求1所述的一种高温合金棒材,其特征在于:
4.根据权利要求1所述的一种高温合金棒材,其特征在于:
5.根据权利要求1所述的一种高温合金棒材,其特征在于:
6.根据权利要求1所述的一种高温合金棒材的制备方法,包括以下步骤:1)取ni板加入冶炼容器底部约1/4,底碳配入0.020%,cr放在坩埚中上部,上部用ni板覆盖,熔化期真空度小于5pa,精炼加ni-mg0.05%,物料加入时按照含量顺序依次加入;2)精炼期真空度≤5pa,采用不少于两次的高温瞬时精炼和一次低温长时精炼,提钢温到1500℃/1-2min,摇炉搅拌3-5分钟,降钢温到1420℃低温,再调整精炼温度1520℃,精炼时间≥45min,加入金属钙ca0.05%脱硫,10分钟,调整出钢温度1540℃,浇注电极,浇注后期补缩充分,浇铸完成15分钟后破空出模标识;3)电极清理表面杂质和端部耐材,端部缩孔切除,渣料进行烘烤操作,使用渣系:caf2:al2o3:cao:mgo=65:25:5:5,电压50-55v,电流:4000-5000a,电渣锭直径620kg钢锭,初始引弧应控制渣温熔化均匀防止夹渣,后期充分补缩,确保无缩孔。冷却20分钟出模捂砂缓冷;4)钢锭加热制度1150℃~1180℃,缓慢加热至760℃保温2h,升温1170℃,钢锭保温2.5h,中间翻动两次使受热均匀。加热温度1170℃-1180℃,保温大于2.5小时,开锻温度≥1100℃,终锻温度≥950℃,回火大于90分钟,模锻圆棒倍尺*16支,捂热砂缓冷却至200℃以下空冷,锻棒100%探伤检测,切除缺陷,标识炉批号,取样检测性能如合格则无需要热处理直接剥皮定尺;5)进行热处理及剥皮加工,热处理960℃,保温1.5小时,进行水冷处理,取样检测理化性能,将合格产品转剥皮定尺l=750-755mm*16支。