一种高强高弹高塑性镍基高温合金带材及其制备工艺制造技术

本申请涉及镍基高温合金制备工艺的技术领域，具体公开了一种高强高弹高塑性镍基高温合金带材及其制备工艺。制备工艺包括以下步骤：制备带坯；一次冷轧：对带坯进行一次冷轧；水冷退火：对一次冷轧后的带坯进行水冷退火；二次冷轧：对水冷退火后的带坯进行二次冷轧；连续退火：将二次冷轧后的带坯进行连续退火处理；三次冷轧：将连续退火后的带坯进行三次冷轧得到成品带材。采用本申请制备工艺制得的镍基高温合金带材，晶粒度优、γ

【技术实现步骤摘要】
一种高强高弹高塑性镍基高温合金带材及其制备工艺


[0001]本申请涉及镍基高温合金制备工艺的
，更具体地说，它涉及一种高强高弹高塑性镍基高温合金带材及其制备工艺。

技术介绍

[0002]高强高弹高塑性镍基高温合金按照强化方式分为固溶强化型高温合金和沉淀硬化型高温合金，在沉淀硬化型高温合金中加入大量Al、Ti等元素形成γ
′
时效强化相，加入W和Co等元素进行固溶强化，加入B、Ce和Mg等元素进行晶界强化。
[0003]高强高弹高塑性镍基沉淀硬化型高温合金带材用于制作某些特殊的弹性构件如卷簧时，不仅要求合金带材具有较高的塑性，以满足成型要求，还要求合金带材具有较高的强度，以满足对成型后构件回弹性能的要求。然而，相关技术中，采用传统工艺对合金成品带材冷轧前带坯进行退火处理，无法获得带材晶粒度和γ
′
强化相数量的良好匹配，导致成品带材无法兼具高强度和高塑性，且性能均匀性差，质量不稳定，难以同时满足构件成型和使用性能要求。

技术实现思路

[0004]为了改善高强高弹高塑性镍基高温合金带材无法同时兼具高强度和高塑性且性能均匀性差的缺陷，本申请提供一种高强高弹高塑性镍基高温合金带材及其制备工艺。
[0005]本申请提供的一种高强高弹高塑性镍基高温合金带材及其制备工艺，采用如下的技术方案：一种高强高弹高塑性镍基高温合金带材的制备工艺，包括如下步骤：制备带坯：合金铸锭冶炼、对铸锭进行均匀化处理、均匀化处理后的铸锭进行锻造开坯得到板坯、对板坯进行多火次热轧、对热轧后的板坯进行固溶处理；一次冷轧：对固溶处理后的板坯进行机械修磨和边部线切割得到一次冷轧所需的带坯，对带坯进行一次冷轧；水冷退火：对一次冷轧后的带坯进行水冷退火；二次冷轧：对水冷退火后的带坯进行二次冷轧；连续退火：将二次冷轧后的带坯进行连续退火处理；连续退火的工艺参数：连续退火温度为1050～1160℃，当成品冷轧前的带坯厚度为1.8～2.5mm时，走带速度为0.8～1.3m/min；当带坯厚度为1.6～1.8mm时，走带速度为1.3～2.0m/min；当带坯厚度为1.3～1.6mm时，走带速度为2.0～2.5m/min。
[0006]通过采用上述技术方案，采用真空感应加电渣重熔或真空感应加真空自耗重熔双联铸锭的方式完成合金铸锭的冶炼，相较于单种方式进行铸锭冶炼，双联铸锭使得铸锭的成分更加均匀，杂质元素去除效果更好；采用上述制备工艺制得的镍基高温合金带材具有晶粒度和γ
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强化相数量良好匹配的显微组织，保证了带材组织和性能的均匀性，进而使得成品带材兼具高强度和高塑性，
满足弹性构件成型和使用性能要求；采用连续退火的处理工艺，通过优化惰性气体连续保温退火过程中的退火温度和走带速度，获得的成品带材表面光洁，平直度好，平整效率高、质量好；同时，成品带材的组织性能均匀性显著提高，综合力学性能提高，得到一种兼具高强度和高塑性的镍基高温合金带材，最终能够满足弹性构件的成型和使用性能；同时，该制备工艺操作简单，所需时间短，生产效率高，可实现大规模工业化生产，工业前景广阔，适合推广应用。
[0007]优选的，所述水冷退火处理中，退火温度为1070～1170℃，保温时间按照t＝(2～4)d/min(d为坯料厚度)的公式计算得到，退火后采用风冷或水冷。
[0008]通过采用上述技术方案，选择合适的退火温度对带坯进行退火处理，退火处理后选择合适的冷却方式对退火后的的带坯进行冷却，降低硬度，保证了带坯在冷却后软化，减少加工硬化；同时，可降低残余应力，减少带坯变形与开裂倾向。
[0009]优选的，所述带坯冷轧变形量为30～45％。
[0010]优选的，所述成品带材终冷变形量为7～25％。
[0011]优选的，所述固溶处理温度为1050～1150℃，保温时间为20～60min，固溶处理后冷却方式采用水冷。
[0012]通过采用上述技术方案，在合适的温度、保温时间下对合金进行固溶处理，使得γ
′
强化相完全溶解到γ基体中，快速冷却使得合金元素来不及析出或发生相变，使带坯获得良好的软化效果。
[0013]优选的，所述合金铸锭的均匀化处理温度为1160～1190℃，保温时间按照t＝(13～20)d min/mm(d为合金铸锭直径)的公式计算得到。
[0014]通过采用上述技术方案，对合金铸锭进行均匀化处理，使得合金元素在合金铸锭中的分布更加均匀，同时可消除合金铸锭中存在的应力。
[0015]优选的，所述热轧加热温度为1100～1200℃，初次加热保温时间为1～3h，后续热轧加热保温时间根据坯料厚度、按照t＝(1.5～3.0)d/min(d为坯料厚度)的公式计算得到。
[0016]通过采用上述技术方案，选择合适的热轧温度和保温时间对板坯进行热轧处理，在该热轧温度和保温时间下进行保温处理，使得热轧后合金中的γ
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强化相充分析出，且γ
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强化相的数量以及分布得到良好的配合，进而使得得到的成品带材兼具高强度和高塑性。
[0017]优选的，所述热轧变形量为15～25％，每火次热轧道次为1～2。
[0018]通过采用上述技术方案，采用多火次的热轧方式对合金进行热轧处理，一方面，保证了合金受热均匀；另一方面，可降低合金在热轧过程中的开裂倾向，减少合金在热轧过程中的开裂，减少资源浪费，节约成本，提高成品率。
[0019]综上所述，本申请具有以下有益效果：1、通过优化惰性气体连续保护退火过程中的退火温度和走带速度，并控制最终冷轧变形量，使成品带材获得晶粒度和γ
′
强化相数量的良好匹配，且组织性能均匀性得到显著提高。
[0020]2、通过采用本申请的方法制备得到的带材，表面质量高，兼具高强度和高塑性，且组织均匀，性能优良。
[0021]3、本申请的制备方法，节能高效，工艺简单，时间短，推广价值高，可实现大规模工业化生产，生产效率高，大大提高了资源利用率，工业前景广阔，适合推广应用。
附图说明
[0022]图1为本申请实施例1的成品带材晶粒组织照片。
[0023]图2为本申请实施例1的成品带材γ
′
强化相形貌照片。
具体实施方式
[0024]以下结合附图和实施例对本申请作进一步详细说明。
[0025]合金铸锭的均匀化处理：对合金铸锭进行均匀化处理，温度为1100～1200℃，保温时间按照t＝(13～20)dmin/mm(d为合金铸锭直径)的公式计算得到。
[0026]本申请中，均匀化处理温度典型但非限制性的为1100℃、1110℃、1120℃、1130℃、1140℃、1150℃、1160℃、1170℃、1180℃、1190℃或1200℃。
[0027]在一种优选的实施方式中，均匀化处理温度为1100～1200℃，当均匀化处理在以上范围内时，对合金铸锭进行均匀化处理，使得合金中的元素分布更加均匀，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强高弹高塑性镍基高温合金带材的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：制备带坯：合金铸锭冶炼、对铸锭进行均匀化处理、均匀化处理后的铸锭进行锻造开坯得到板坯、对板坯进行多火次热轧、对热轧后的板坯进行固溶处理；一次冷轧：对固溶处理后的板坯进行机械修磨和边部线切割得到一次冷轧所需的带坯，对带坯进行一次冷轧；水冷退火：对一次冷轧后的带坯进行水冷退火；二次冷轧：对水冷退火后的带坯进行二次冷轧；连续退火：将二次冷轧后的带坯进行连续退火处理；连续退火的工艺参数：连续退火温度为1050~1160℃，当成品冷轧前的带坯厚度为1.8~2.5mm时，走带速度为0.8~1.3m/min；当带坯厚度为1.6~1.8mm时，走带速度为1.3~2.0m/min；当带坯厚度为1.3~1.6mm时，走带速度为2.0~2.5m/min；三次冷轧：将连续退火后的带坯进行三次冷轧得到成品带材。2.根据权利要求1所述的高强高弹高塑性镍基高温合金带材的制备工艺，其特征在于：所述水冷退火处理中，退火温度为1070~1170℃，保温时间按照t=（2~4）d/min（d为坯料厚度）的公式计算得到，退火后采用风冷或水冷。3.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：石照夏，颜晓峰，段春华，鞠泉，胥国华，韩光炜，张世霄，
申请(专利权)人：钢铁研究总院，
类型：发明
国别省市：