高溫合金板鍛造工藝

高溫合金板鍛造工藝

冷軋是指在常溫狀態下對材料進行鍛造，使材料的厚度逐漸減薄的材料加工方法。冷軋的原料一般為(wei) 熱軋熱處理後的鋼卷。鎳基合金 哈氏合金在冷軋過程中， 亞(ya) 穩態的奧氏體(ti) 籌備會(hui) 發生應變誘導馬氏體(ti) 相變， 使得鋼的強度和硬度升高、塑性下降，產(chan) 生了明顯的加工硬化。隨著鍛造道次增多，鍛造總變形率加大，加工硬化效應越來越明顯，材料變得越來越硬。常規熱處理狀態下的 鎳基合金 高溫合金強度和硬度較低，塑性較好，利於(yu) 鍛造。若對高溫合金不熱處理直接進行冷軋，可大幅降低材料生產(chan) 成本。對熱處理態和熱軋態的高溫合金強度進行分析，確定試軋工藝參數， 並對試軋成品力學性能進行對比。

　高溫合金不熱處理直接冷軋的可行性分析

　1.1 力學性能分析

　在生產(chan) 現場對熱軋態和熱軋熱處理態的 鎳基合金 哈氏合金卷取樣品，進行力學性能檢驗，結果對比。對比熱軋態和熱軋熱處理態 鎳基合金 的力學性能可見， 熱軋態與(yu) 熱軋熱處理態相比，平均屈服強度高 80.9 MPa， 平均抗拉強度高 40.7 MPa，延伸率低 5.7%。

　從(cong) 力學性能來看，熱處理前後熱軋 鎳基合金 板的強度差異不大，熱軋未熱處理態材料的硬化過程比熱處理狀態快一點，但並不明顯，對冷軋設備的負荷改變不大。

　金相籌備分析對熱軋態和熱軋熱處理態的 鎳基合金 進行取樣，拋光並使用HCl-FeCl3 溶液侵蝕，金相籌備。由圖可見，熱處理後的高溫合金晶粒已*回複再結晶。不熱處理的高溫合金也發生了部分回複。

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　鎳基合金 哈氏合金在熱軋過程中，發生動態的晶粒回複和動態再結晶，使得熱軋變形過程中產(chan) 生的加工硬化被不斷釋放。

　在熱軋完成後，由於(yu) 鋼卷依舊帶有較高的溫度並在高溫狀態下持續一定時間，這個(ge) 狀態下材料發生晶粒回複和再結晶，拉長的晶粒形核變成等軸晶，消除晶粒拉長形成的顯微籌備和殘餘(yu) 應力，可以消除一部分的加工硬化。帶鋼在熱軋空冷後，出現與(yu) 熱處理處理後類似的特性。

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　綜合力學性能、加工硬化情況和金相籌備，認為(wei) 目前現場的 鎳基合金 哈氏合金高溫合金，可以嚐試不經熱處理直接冷軋。

　冷軋試驗對未熱處理的 鎳基合金 高溫合金進行冷軋，冷軋機采用輥係多、剛性大的二十輥森基米爾軋機，鍛造過程中通過調整支撐輥的凸度以及一中間輥的軸向控製板形， 投用 ACG 係統控製材料厚度，同時適當增加鍛造潤滑油的流量，以提高材料在鍛造過程中的冷卻效果。

　鍛造****道次時，投用6500 kN 壓力，比普通熱處理料的壓力高 300 kN，但變形率比普通熱處理料低 2%，後續的道次，鍛造壓力均比普通熱處理料高，但變形率偏低，同樣的鍛造總變形率，在鍛造力不大幅提高的條件下，不熱處理直接鍛造的卷比熱處理卷多一個(ge) 鍛造道次，說明熱軋未熱處理料的變形抗力較大。

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　後續對冷軋後的兩(liang) 種材料進行固溶熱處理，熱處理溫度在 1 050~1 150 ℃之間進行。固溶熱處理的目的是將析出的碳化物重新溶入奧氏體(ti) 中，同時將冷軋後的條帶籌備回複再結晶。

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　對冷軋 固溶熱處理的材料進行力學性能檢測原料為(wei) 熱軋態和熱軋熱處理態的冷軋成品延伸率、屈服強度、抗拉強度均達到標準，但熱軋態的延伸率略低，強度略高。

　對冷軋 固溶熱處理後材料熱軋態與(yu) 熱軋熱處理態的材料經過冷軋固溶處理後，冷軋時被拉長的纖維籌備重新形核，發生再結晶，晶粒均已*恢複，但熱軋未熱處理材料的晶粒更細。

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　兩(liang) 種工藝中析出物的固溶、析出過程相同，但熱軋不熱處理狀態下直接冷軋時，熱軋態的等軸晶變為(wei) 長方形纖維籌備，同時一部分的變形功以殘餘(yu) 應力和點陣畸變的形式被保留下來，形成再結晶驅動力， 所以熱軋未熱處理的鋼卷經冷軋後更容易進行固溶熱處理；而熱軋熱處理的鋼卷，晶粒會(hui) 在固溶熱處理時進一步長大。所以熱軋未熱處理的材料在冷軋後固溶熱處理更容易發生，二是熱處理後晶粒更細化。

　1）鎳基合金 熱軋未熱處理鋼卷可以直接進行冷軋，但鍛造抗力比熱處理態材料要大。

　2）鎳基合金 熱軋未熱處理鋼卷冷軋後進行固溶熱處理，晶粒可*恢複，且晶粒較細。

　鋼與(yu) 使用鉻廢鋼爐次在入爐條件相當時，矽耗和石灰消耗基本相當，可達到替代作用。

　=3） 紅泥球。AOD 爐使用紅泥球與(yu) 在電爐使用本質上是一樣的，都是利用生鐵、鉻鐵中的 Si 元素還原其中的 Fe、Cr、Ni 有價(jia) 值的金屬。目前 AOD 小批量試驗測算的效益為(wei) 1 000 元/t，若能優(you) 化入爐條件，在冶煉過程溫度富餘(yu) 的情況下增加使用量，效益將進一步擴大。

　4） 高鎳鋼。AOD 爐使用高鎳鋼試驗結果和理論計算對矽耗和石灰消耗都有一定的影響，每爐使用 3 t 高鎳鋼時，影響矽耗升高 0.2 kg/t，石灰消耗升高1.0 kg/t，合計影響成本 377 元/爐，折算廢鋼和渣鋼的差價(jia) ，效益較好。

　5） 高鉻鋼。可*替代鉻廢鋼使用，對指標影響不明顯，效益顯著。