一种铁镍基高温合金管材及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115896582A(43)申请公布日2023.04.04(21)申请号202211502280.7(22)申请日2022.11.28(71)申请人丹阳鑫亿达新材料科技有限公司地址212300江苏省镇江市丹阳市吕城镇留庄村(72)发明人曾志连(74)专利代理机构北京成高专利代理事务所(普通合伙)16047专利代理师刘维(51)Int.Cl.C22C30/00(2006.01)C22C1/02(2006.01)B22D13/02(2006.01)C22F1/00(2006.01)C21D9/08(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种铁镍基高温合金管材及其制备方法(57)摘要一种铁镍基高温合金管材及其制备方法，按质量百分比计包括：C：0.03～0.07％，Cr：20～22％，Ni：37～45％，Si：≤0.3％，Nb：0.3～0.5％，Mo：1.5～2.0％，W：0.5～1.5％，Ti：1～2％，Al：1～2％，B：≤0.005％，余量为Fe；将配制的合金熔炼成合金母液，将合金母液浇入离心铸造机中充型凝固制成管材；固溶、时效处理后即可。合金材料呈双相结构特征，基体是无序面心结构的奥氏体，晶界存在呈不连续分布的碳化物Cr23C6，晶内均匀弥散分布着Ni3Al强化相。本发明的合金具有较好的屈服强度以及延伸率及断面收缩率。CN115896582ACN115896582A权利要求书1/1页1.一种铁镍基高温合金管材，其特征在于，按质量百分比计包括：C：0.03～0.07％，Cr：20～22％，Ni：37～45％，Si：≤0.3％，Nb：0.3～0.5％，Mo：1.5～2.0％，W：0.5～1.5％，Ti：1～2％，Al：1～2％，B：≤0.005％，余量为Fe；合金材料呈双相结构特征，基体是无序面心结构的奥氏体，晶界存在呈不连续分布的碳化物Cr23C6；晶内均匀弥散分布着Ni3Al；其中，Ni3Al体积分数为10‑15％；合金固溶处理后在700℃的高温屈服强度不低于200MPa，延伸率及断面收缩率均不低于30％；经时效后合金在700℃的高温屈服强度不低于300MPa，延伸率及断面收缩率均不低于25％。2.一种铁镍基高温合金管材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)原料配制：合金成分按质量百分比计，包括C：0.03～0.07％，Cr：20～22％，Ni：37～45％，Si：≤0.3％，Nb：0.3～0.5％，Mo：1.5～2.0％，W：0.5～1.5％，Ti：1～2％，Al：1～2％，B：≤0.005％，余量为Fe；2)熔炼：将配制的合金采用中频真空感应电弧炉熔炼成合金母液，最终，在合金母液温度达到1600‑1650℃时出炉；3)铸造：将步骤2)的合金母液浇入离心铸造机中充型凝固制成管材；4)将管材加热至1050‑1200℃固溶处理1‑3小时后水冷至室温，随后在700‑780℃保温16‑24小时，随后空冷至室温，得到铁镍基高温合金；5)步骤2)中控制合金母液中P、S杂质元素的质量百分比含量均＜0.03％；6)步骤3)中充型凝固过程中离心机转速与设计的铸件内径之间满足下式关系：1/212000≥n×ro≥6000式中：n:离心机转速，r/min；ro:铸件内半径，mm。2CN115896582A说明书1/5页一种铁镍基高温合金管材及其制备方法技术领域[0001]本发明属于耐热金属材料制备领域，具体涉及一种铁镍基高温合金及其制备方法。背景技术[0002]随着我国用电需求不断增加，能源紧缺及环境污染问题日益凸显，发展高效、节能、环保发电方式的需求越发紧迫。火力发电作为我国长期以来最主要的发电技术，提高机组蒸汽参数被认为是解决上述问题最有效的途径。以往大量实践表明，关键部件材料的服役性能是制约锅炉机组蒸汽参数提高的最主要原因，而作为火电机组锅炉中服役工况最严苛的关键部件之一，再热器管对材料的服役性能提出了极高的要求。再热器主要作用是将汽轮机高压缸的排汽再加热到需求温度以进入中压缸继续做功，其在服役期间将承受高温蠕变、热疲劳、氧化及高温烟气腐蚀等多重因素的影响。随着火电机组主蒸汽参数的大幅提高，开发出可以满足700℃级机组再热器管使用性能需求的高温合金材料已成为火力发电行业亟待解决的课题。[0003]目前国内外600℃级以下火电机组再热器主要选用铁素体耐热钢(Cr:9wt.％‑12wt.％)及奥氏体耐热钢。常用铁素体耐热钢主要有T/P91、NF616、E911、HCM12A等，这些材料具有优良的持久性能和抗腐蚀性能，因而在600℃级以下机组再热器中获得大量应用。其中T/P91已完全实现国产化，广泛应用于我国亚临界及超临界火电机组，并已积累了丰富的使用性