一种80A合金及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种80A合金，以质量配比计，包括以下成分：C：0.06％～0.08％；Si：≤0.10％；Mn：≤0.10％；Cr：19.0％～20.0％；Al：1.60％～1.75％；Ti：2.40％～2.65％；S：≤0.005％；P：≤0.005％；B：0.006％

【技术实现步骤摘要】
一种80A合金及其制备方法


[0001]本专利技术涉及冶金工程
，具体而言，涉及一种80A合金及其制备方法。

技术介绍

[0002]80A合金是Ni
‑
Cr基沉淀硬化型变形高温合金，在800℃以下使用。合金中加入铝、钛元素，经时效处理后，合金中均匀地析出γ
′
强化相。强化效果取决于强化相的数量和合金成分，随AL,TI含量增高而提升。80A合金在650
‑
850℃范围有良好的抗蠕变性能和抗氧化性能，合金的冷热加工性能良好。80A合金适用于制造航空发动机的转子叶片、导向叶片支座、扇形件安装环、螺栓、叶片锁板等零件。此外，也用于制造汽车发动机的紧固件和叶片，以及火车用气门和轴件。近年来，随着国内外舰船制造业的发展，该合金大量用于制造船舰发动机的阀门。随着使用用途的不断扩大，对材料的性能要求越来越高。
[0003]80A棒材常规性能要求不同的标准有一定的差别，主要反应在硬度和强度指标上，但总体看常规产品要求的强度和硬度偏低，固溶后的硬度有上限，没有下限。本产品时效后要求的强度和硬度比常规性能要求高，特别是轧材固溶后的硬度要求控制在一定的范围，而且这个硬度范围要求的也高。如果按常规的生产方法，无法满足要求。另外80A这种镍基高温合金，由于钢种特性，很容易出现混晶现象，即出现个别大晶粒，如图1、图2所示，这个问题也一直困扰了产品的正常生产，另外大晶粒还造成性能不稳定，冲击和性能高低差别比较大，特别是冲击，差别更大，严重时不能满足标准要求。
[0004]常规产品热处理和性能要求见表1中1#
‑
3#：
[0005]表1 80A常规产品热处理和性能要求
[0006][0007]表2 80A成分控制范围
[0008][0009]按表2成分生产的常规性能产品的工艺如下：
[0010]真空感应浇注电极棒
→
电渣重熔
→
钢锭加热
→
锻造开坯+空冷+轧制加热+轧制成材
→
(固溶+时效)
→
检验合格交货。
[0011]常规产品性能对比
[0012]从表1中1#～3#标准要求的指标看，都无法满足实际产品的指标要求，实际生产时，采用常规方法和标准规定的热处理制度生产的产品，强度、屈服强度、时效硬度、冲击性能都不能同时满足产品性能要求，特别是对于固溶硬度指标要求也很高的产品，采用常规方法和标准规定的热处理制度生产的产品(1#
‑
3#产品)，固溶硬度HB一般在220
‑
260之间。
[0013]常规方法生产的产品，对钢中强化元素(C、Al、Ti)和微量元素(Nb、V等)没有明确的控制范围；常规性能产品生产方法中，锻造开坯后空冷。由于冷却速度不一样，锻造后的组织中存在晶粒大小不均现象，后续再加热轧制棒材时，由于原始组织存在晶粒不均现象，对轧制后组织均匀性有一定的影响。

技术实现思路

[0014]本专利技术要解决的技术问题是提供一种80A合金，以解决常规80A合金晶粒大小不均且强度、屈服强度、时效硬度、冲击性能无法不能同时满足要求的问题。
[0015]为解决上述问题，本专利技术提供了一种80A合金，以质量配比计，包括以下成分：
[0016]C：0.06％～0.08％；Si：≤0.10％；Mn：≤0.10％；Cr：19.0％～20.0％；
[0017]Al：1.60％～1.75％；Ti：2.40％～2.65％；S：≤0.005％；P：≤0.005％；B：0.006％
‑
0.008％；Cu：≤0.20％；Co：≤0.20％；Nb+Ta：0.05％
‑
0.20％；N：≤0.005％，余量为Ni及其他不可避免的杂质。
[0018]作为优选的方案，以质量配比计，包括以下成分：C：0.07％；Cr：19.5％；Al：1.68％；Ti：2.55％；B：0.007％；Nb+Ta：0.10％，余量为Ni及其他不可避免的杂质。
[0019]本专利技术要解决的另一个技术问题是，提供一种80A合金的制备方法，以解决常规方法制备的80A合金晶粒大小不均且强度、屈服强度、时效硬度、冲击性能无法不能同时满足要求的问题。
[0020]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种所述80A合金的制备方法，包括以下步骤：
[0021]S1：准备80A合金的原材料加入真空感应炉中进行熔炼，将钢液脚注得到电极棒，并将所述电极棒研磨；
[0022]S2：将所述步骤S1制得的所述电极棒进行电渣重熔得到电渣锭；
[0023]S3：将所述步骤S2制得的所述电渣锭进行锻造开坯得到锻件；所述锻造的加热温度为1140
‑
1160℃，开锻温度控制在1020℃以上，终锻温度控制在930℃以上；
[0024]S4：将所述步骤S3制得的所述锻件进行中间热处理；所述中间热处理的温度为1080℃
‑
1100℃，保温时间为6
‑
10h，之后空冷处理；
[0025]S5：将所述步骤S4处理后的所述锻件进行轧制开坯，得到成品坯料；
[0026]S6：将所述S5制备得到的所述成品坯料进行固溶处理以及时效处理，得到80A合金。
[0027]作为优选的方案，所述步骤S2中，所述电渣重熔的渣系为五元渣系，具体包括CaF2、Al2O3、CaO、MgO和TiO2，且所述电渣重熔过程中需加入TiO2粉以及Al粉，所述Al粉的添加量为每次小于0.5Kg，所述电渣重熔结束2小时后脱模，空冷。
[0028]作为优选的方案，所述步骤S3中，所述锻造的最后一火锻造时加热温度控制在1080℃，变形量大于30％。
[0029]作为优选的方案，所述步骤S5中，所述轧制开坯包括：初次轧制、轧制中间热处理以及成品轧制；所述轧制中间热处理的条件为：温度1060
‑
1080℃，保温时间3
‑
4h，出炉后空冷。
[0030]作为优选的方案，所述初次轧制的条件为：温度为1110
‑
1130℃，保温时间1
‑
1.5h，总加热时间≥3h，终轧温度≥930℃。每道延伸比控制在1.3
‑
1.5，轧制后空冷。
[0031]作为优选的方案，所述成品轧制的条件为：装炉温度≤900℃，加热温度1100
‑
1120℃，均热温度1090
‑
1100℃，保温时间≥45min,总加热时间≥90min，每道延伸比控制在1.3
‑
1.5，总轧温度≥900℃，轧后空冷。
[0032]作为优选的方案，所述步骤S6中，所述固溶处理的条件为：温度1000
‑
1040℃，保温时间≥1h，固溶处理后空冷。
[0033]作为优选的方案，所述步骤S6中，所述时效处理的条件为：温度690<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种80A合金，其特征在于：以质量配比计，包括以下成分：C：0.06％～0.08％；Si：≤0.10％；Mn：≤0.10％；Cr：19.0％～20.0％；Al：1.60％～1.75％；Ti：2.40％～2.65％；S：≤0.005％；P：≤0.005％；B：0.006％
‑
0.008％；Cu：≤0.20％；Co：≤0.20％；Nb+Ta：0.05％
‑
0.20％；N：≤0.005％，余量为Ni及其他不可避免的杂质，各组分质量百分比之和为100％。2.根据权利要求1所述的一种80A合金，其特征在于：以质量配比计，包括以下成分：C：0.07％；Cr：19.5％；Al：1.68％；Ti：2.55％；B：0.007％；Nb+Ta：0.10％，余量为Ni及其他不可避免的杂质，各组分质量百分比之和为100％。3.一种权利要求1
‑
2任一项所述80A合金的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：准备80A合金的原材料加入真空感应炉中进行熔炼，将钢液脚注得到电极棒，并将所述电极棒研磨；S2：将所述步骤S1制得的所述电极棒进行电渣重熔得到电渣锭；S3：将所述步骤S2制得的所述电渣锭进行锻造开坯得到锻件；所述锻造的加热温度为1140
‑
1160℃，开锻温度控制在1020℃以上，终锻温度控制在930℃以上；S4：将所述步骤S3制得的所述锻件进行中间热处理；所述中间热处理的温度为1080℃
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1100℃，保温时间为6
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10h，之后空冷处理；S5：将所述步骤S4处理后的所述锻件进行轧制开坯，得到成品坯料；S6：将所述步骤S5制备得到的所述成品坯料进行固溶处理以及时效处理，得到80A合金。4.根据权利要求3所述的80A合金的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中，所述电...

【专利技术属性】
技术研发人员：王敏，刘会明，张明昊，邱伟明，牛建科，
申请(专利权)人：江西宝顺昌特种合金制造有限公司，
类型：发明
国别省市：