【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及镍基合金材料，具体而言，涉及一种nc30fe高铬镍基合金荒管及其制备方法和应用。
技术介绍
1、高铬镍基合金因其优异的高温强度、抗腐蚀性和良好的热稳定性，广泛应用于石油化工、航空航天及核工业等领域。这类合金通常含有较高比例的铬和镍元素，确保了在高温和极端环境下的使用寿命和稳定性。随着现代工业对材料性能要求的不断提高，尤其在高压高温条件下工作的设备组件中，对高性能镍基合金材料需求日益增加。然而，由于高铬镍基合金的高硬度、高粘度和较低的可塑性，造成其在加工成型过程中易发生开裂、偏心度不佳及加工成本高昂的问题。因此，制备高质量的镍基合金荒管成为了一个技术难点。
2、nc30fe是一种高铬镍基合金，是一种在压水堆传热管工况条件下耐应力腐蚀等性能更为优良的新三代合金。该合金是在inconel 600的基础上提高铬含量的一种改进型合金，其具有高强度、高冶金稳定性以及优秀的加工性能。另一方面，该合金化学成分中的cr使得合金具有显著的耐氧化性化学物质以及高温氧化性气体腐蚀的性能，高镍含量则给予合金在含卤化物环境以及氢氧化钠溶液中耐应力腐蚀开裂的特性。目前，传统的镍基合金荒管制备方法多采用热挤压结合冷轧工艺。热挤压技术通过加热合金材料使其在较低抗变形能力下成型，该工艺在一定程度上减少了加工难度。然而，在高铬镍基合金荒管的生产中，传统的热挤压法表现出一系列不足之处：
3、成材率较低：在热挤压过程中，高铬镍基合金的高粘性和高硬度特性导致挤压过程中摩擦系数较高，材料损耗较大，成材率往往难以超过85%，导致材料利用率
4、表面缺陷多：热挤压过程中，因挤压模具与高铬镍基合金接触摩擦剧烈，常导致合金管表面产生裂纹、毛刺及氧化皮，进而影响后续冷加工工艺的适应性。这些缺陷不仅影响产品的表面质量，还会在后续加工中加剧裂纹的扩展，降低最终成品的机械性能和抗腐蚀能力；
5、轧制精度不足：传统热挤压+冷轧工艺难以有效控制荒管的尺寸公差和偏心度，高铬镍基合金因其特有的硬度，极易造成轧制过程中的偏心问题，偏心度超出标准要求，影响管材的一致性与精密度，不符合现代工业对高精度管材的要求；
6、晶粒度控制困难：热挤压法难以控制高铬镍基合金荒管的晶粒度，尤其在对晶粒度要求较高的工业应用中，传统方法无法满足晶粒度均匀且适中的要求，通常容易出现粗大或不均的晶粒分布，降低材料在高温条件下的抗蠕变性能。
7、为了克服上述缺点，近年来也有采用冷轧+热处理工艺进行改进，但冷轧过程中因材料硬度较高，往往需要经过多次中间退火，以避免材料在冷轧过程中出现开裂。多次中间退火增加了生产周期，导致成本进一步提高。同时，冷轧工艺仍然难以实现高尺寸精度的荒管成品，且管坯棒料需经过剥皮+深孔钻+端面加工+感应加热+扩孔+热挤压的工艺生产荒管，均未采用热穿孔工艺生产荒管。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是提供一种nc30fe高铬镍基合金荒管的制备方法，以解决现有技术中常规制备方法中存在的效率低、成品质量不稳定、表面质量差等问题。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种nc30fe高铬镍基合金荒管的制备方法，包括以下步骤：
3、s1：准备nc30fe高铬镍基合金棒材，并将所述合金棒材依次进行剥皮处理、切断处理以及打定心孔，得到预处理镍基合金棒材；
4、s2：将所述步骤s1得到的预处理镍基合金棒材装炉后，升温至1000～1090℃进行均热处理，随后对所述预处理镍基合金棒材进行斜轧穿孔，随后将所述镍基合金棒材进行淬火处理，得到镍基合金管坯；
5、s3：将所述步骤s2得到的镍基合金管坯进行表面处理后，得到nc30fe高铬镍基合金荒管。
6、本申请一种nc30fe高铬镍基合金荒管的制备方法与现有技术相比，其技术原理包括：所述步骤s1中，通过去除表面杂质和氧化层，同时确保尺寸精度，使后续加工更加高效，减少表面缺陷和加工误差；步骤s2中，通过控制控制均热温度为1000-1090℃，进一步降低了穿孔过程中的阻力和合金的变形难度，提高穿孔效率和质量，随后，对穿孔后的合金管坯进行快速淬火处理，防止组织过度长大，确保成品的强度和韧性；步骤s3中，通过对管坯的表面处理，以去除表面氧化层、残余杂质及其它缺陷，从而进一步提高表面光洁度，得到符合要求的nc30fe高铬镍基合金荒管；
7、总体而言，上述制备方法相较于现有技术的优点包括：提高了加工效率：本专利技术中的制备方法通过优化的剥皮、打定心孔、斜轧穿孔及淬火处理，实现了简化加工步骤并减少总工时的效果，大幅提升了制备效率；确保了成品质量的均匀性和稳定性：本专利技术中的制备方法通过均热处理和精确的穿孔温控控制，使得nc30fe高铬镍基合金荒管的内部组织均匀，减少了内应力，并有效降低了成品中可能出现的裂纹或缺陷，使荒管具备优异的高温耐蚀性和抗应力腐蚀性能；表面光洁度和耐蚀性提升：通过酸洗和修磨步骤大幅改善了合金荒管的表面质量，去除了杂质和氧化层，提高了耐蚀性能，满足了恶劣工况条件下的应用要求；相较于现有技术中通过冷轧+热处理工艺的制备方法，本专利技术提供了一种nc30fe高铬镍基合金荒管的制备方法，通过优化均热处理（1000～1090℃）和斜轧穿孔后的淬火处理，本专利技术能够更好地控制合金的显微组织，消除内应力，显著提升材料的力学性能和耐腐蚀性。此外，本专利技术中酸洗和修磨步骤进一步保证了合金荒管表面的质量，减少了氧化皮和表面缺陷，提高了材料的耐蚀性和使用寿命；通过采用热穿孔技术代替传统热挤压工艺，克服了现有工艺中的复杂流程、高设备成本、低材料利用率等不足，简化了生产过程，降低了生产成本，显著提升了荒管的质量稳定性和耐蚀性，具有显著的技术进步和经济效益。
8、在一种可能的实施方式中，所述步骤s2中，所述预处理镍基合金棒材装炉的温度为850～900℃。
9、与现有技术相比，采用上述技术方案，将镍基合金棒材装炉温度设置在850～900℃的范围内，能够为合金提供稳定、均匀的加热环境，促进合金内部的热量分布均匀。通过控制在这一温度区间，可以实现合金在加热过程中的均热效果，促进微观组织的均匀化，同时避免更高温度可能带来的晶粒长大或表面氧化问题，对于高铬镍基合金而言，过高的温度容易导致晶界处的元素偏析或氧化，降低材料的耐蚀性，采用该温度区间的加热方案，能够使得nc30fe高铬镍基合金荒管在加工过程中保持优异的综合性能。
10、在一种可能的实施方式中，所述步骤s2中，所述均热处理的时间为35～40min。
11、与现有技术相比，采用上述技术方案，控制均热处理的时间为35～40min，均热时间的控制是热处理过程中的关键因素，过短的均热时间会导致棒材内部温度不均匀，从而引发微观组织的分布不均，甚至导致力学性能的波动，而过长的均热时间则会使材料出现晶粒粗化、降低强度等问题，上述可能的实施方式中将均热时间设定在35～40分钟的范围内，可以确保合金材在斜轧穿孔之前达到均匀稳定的温度，避免加本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种NC30Fe高铬镍基合金荒管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的NC30Fe高铬镍基合金荒管的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述预处理镍基合金棒材装炉的温度为850～900℃。
3.根据权利要求1所述的NC30Fe高铬镍基合金荒管的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述均热处理的时间为35～40min。
4.根据权利要求1所述的NC30Fe高铬镍基合金荒管的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述斜轧穿孔的模具的椭圆度为1.08～1.15，顶头直径为66～70mm，延伸系数为2.4～2.6，顶头位置为48～56mm，且所述顶头的预热温度为880～900℃。
5.根据权利要求1所述的NC30Fe高铬镍基合金荒管的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述斜轧穿孔的轧辊间距为70～80mm，导板间距为80～90mm。
6.根据权利要求1所述的NC30Fe高铬镍基合金荒管的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述淬火处理的条件为：将所述镍基合金棒材于30～50s内淬火，且所述
7.根据权利要求1所述的NC30Fe高铬镍基合金荒管的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述表面处理包括酸洗处理和修磨处理。
8.一种权利要求1-7任意一项制备方法制备而得的NC30Fe高铬镍基合金荒管，其特征在于，所述NC30Fe高铬镍基合金荒管的同截面偏心度小于1.5mm，且晶粒度为3～7级。
9.一种权利要求8所述NC30Fe高铬镍基合金荒管的应用，其特征在于，所述应用包括该合金荒管在套耐氧化性及高温氧化性气体腐蚀的环境中的应用，具体包括所述合金荒管在与硝酸或硝酸/氢氟酸溶液接触设备上的应用。
10.根据权利要求9所述NC30Fe高铬镍基合金荒管的应用，其特征在于，所述应用包括该合金荒管在硝酸生产中的尾气加热器、不锈钢酸洗设备以及核燃料回收中硝酸/氢氟酸溶液的容器和加热线圈上的应用和在煤炭气化装置、用于处理硫酸的燃烧器和炉管、石化炉、换热器、焚烧炉和处置放射性废物的玻璃固化设备上的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种nc30fe高铬镍基合金荒管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的nc30fe高铬镍基合金荒管的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中，所述预处理镍基合金棒材装炉的温度为850～900℃。
3.根据权利要求1所述的nc30fe高铬镍基合金荒管的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中，所述均热处理的时间为35～40min。
4.根据权利要求1所述的nc30fe高铬镍基合金荒管的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中，所述斜轧穿孔的模具的椭圆度为1.08～1.15，顶头直径为66～70mm，延伸系数为2.4～2.6，顶头位置为48～56mm，且所述顶头的预热温度为880～900℃。
5.根据权利要求1所述的nc30fe高铬镍基合金荒管的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中，所述斜轧穿孔的轧辊间距为70～80mm，导板间距为80～90mm。
6.根据权利要求1所述的nc30fe高铬镍基合金荒管的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中，所述淬火处理的...
【专利技术属性】
技术研发人员：牛建科，孙海涛，张辉，施军，柳滢，季宏伟，邱伟民，秦孝华，李春江，
申请(专利权)人：江西宝顺昌超合金股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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