本发明属于材料制造,具体涉及一种铁基高温合金线材及其生产方法。
背景技术:
1、铁基高温合金添加mo、ti、al、v及微量p,主要通过时效析出面心立方结构的γ'相ni3(al,ti)进行强化,该合金耐腐蚀性能较好,在650℃以下的屈服强度和持久蠕变强度都较高,并且具有较好的热稳定性、塑性和焊接性能,可作为航空发动机使用的承力部件,如涡轮盘、叶片、紧固件以及其他高温部件,近几年随着汽车行业的发展,此合金作为汽车排气歧管、增压器、催化器及紧固件应用的越来越多,因此提高生产效率,降低生产成本变得尤为重要。随着应用市场的改变,提高生产效率,降低生产成本成为本合金生产的重点,但合金中含有较高含量的ti元素,还有mo、v、b等合金元素,所以在生产过程中存在ti元素烧损及热加工困难等难点,传统工艺一般采用真空感应炉加电渣重熔或自耗重熔冶炼,然后采用锻造开坯的工艺,成本较高且效率低。
技术实现思路
1、本发明的目的是针对现有技术的缺陷,提供了一种铁基高温合金线材及其生产方法。
2、具体的,本发明提供的铁基高温合金线材的生产方法,依次包括以下工序:采用冶炼工序、模铸工序、电渣重熔工序、轧制开坯工序、修磨工序、线材轧制工序。
3、上述的铁基高温合金线材的生产方法,所述冶炼工序采用电炉→aod→lf进行;所述模铸工序中一次浇铸6-10支φ300-500的模铸锭。
4、上述的铁基高温合金线材的生产方法,所述电渣重熔工序中,预熔渣系成分控制caf2、cao、tio2、al2o3比例为60:20:5-15:5-15。
5、上述的铁基高温合金线材的生产方法,所述电渣重熔工序中,预熔渣在400-600℃下保温烘烤,时间不小于3小时。熔速按450-550kg/h控制,渣量120-160kg,采用氩气保护,保证结晶器氧含量≤10%。
6、上述的铁基高温合金线材的生产方法,所述轧制开坯工序前,对电渣锭进行加热,装炉时炉温≤300℃,以≤50℃/h升温速度升至800℃±10℃,保温6-7h;然后,以≤100℃/h升温速度升至1150-1180℃,保温8-10h。
7、上述的铁基高温合金线材的生产方法,所述轧制开坯工序采用两火成材工艺,第一火次的道次变形量≤10%,应变速率控制在≤10s-1,坯料温度≤950℃时回炉到温保温50-60min,然后轧制第二火次。
8、上述的铁基高温合金线材的生产方法,所述线材轧制工序中,在轧制前,将坯料加热至1120-1150℃,保温时间2-3h。
9、上述的铁基高温合金线材的生产方法,所述线材轧制工序中,开坯机轧制时应变速率控制在1s-1-10s-1,轧制后的棒材在开坯机终轧温度≥940℃。
10、上述的铁基高温合金线材的生产方法,所述线材轧制工序中,在坯料传送至粗轧机组前采用感应加热,温度控制在1000-1050℃,然后进入粗轧机组、中轧机组、精轧机组进行连轧,吐丝温度控制在1010-1060℃,吐丝速度控制在30-40m/s。
11、另一方面,本发明还提供了一种铁基高温合金线材,其采用上述的铁基高温合金线材的生产方法制备获得。
12、本发明的技术方案具有如下的有益效果:
13、(1)本发明的铁基高温合金线材生产方法,通过采用低成本冶炼和高效轧制开坯的方法,降低了生产成本,提高了生产效率,生产的线材表面无折叠、裂纹、耳线、重皮等缺陷,成分均匀,各项性能指标均满足用户要求;
14、(2)本发明的铁基高温合金线材,经线材固溶+时效热处理后室温力学检测:屈服强度rp0.2≥600mpa,抗拉强度rm为900~1150mpa,伸长率≥15%;晶粒度检测5-8级;夹杂物检测d类≤1.5级;冷顶锻检测合格。
1.一种铁基高温合金线材的生产方法,其特征在于,依次包括以下工序:采用冶炼工序、模铸工序、电渣重熔工序、轧制开坯工序、修磨工序、线材轧制工序。
2.根据权利要求1所述的铁基高温合金线材的生产方法,其特征在于,所述冶炼工序采用电炉→aod→lf进行;所述模铸工序中一次浇铸6-10支φ300-500的模铸锭。
3.根据权利要求1所述的铁基高温合金线材的生产方法,其特征在于,所述电渣重熔工序中,预熔渣系成分控制caf2、cao、tio2、al2o3比例为60:20:5-15:5-15。
4.根据权利要求1所述的铁基高温合金线材的生产方法,其特征在于,所述电渣重熔工序中,预熔渣在400-600℃下保温烘烤,时间不小于3小时。熔速按450-550kg/h控制,渣量120-160kg,采用氩气保护,保证结晶器氧含量≤10%。
5.根据权利要求1所述的铁基高温合金线材的生产方法,其特征在于,所述轧制开坯工序前,对电渣锭进行加热,装炉时炉温≤300℃,以≤50℃/h升温速度升至800℃±10℃,保温6-7h;然后,以≤100℃/h升温速度升至1150-1180℃,保温8-10h。
6.根据权利要求1所述的铁基高温合金线材的生产方法,其特征在于,所述轧制开坯工序采用两火成材工艺,第一火次的道次变形量≤10%,应变速率控制在≤10s-1,坯料温度≤950℃时回炉到温保温50-60min,然后轧制第二火次。
7.根据权利要求1所述的铁基高温合金线材的生产方法,其特征在于,所述线材轧制工序中,在轧制前,将坯料加热至1120-1150℃,保温时间2-3h。
8.根据权利要求1所述的铁基高温合金线材的生产方法,其特征在于,所述线材轧制工序中,开坯机轧制时应变速率控制在1s-1-10s-1,轧制后的棒材在开坯机终轧温度≥940℃。
9.根据权利要求1所述的铁基高温合金线材的生产方法,其特征在于,所述线材轧制工序中,在坯料传送至粗轧机组前采用感应加热,温度控制在1000-1050℃,然后进入粗轧机组、中轧机组、精轧机组进行连轧,吐丝温度控制在1010-1060℃,吐丝速度控制在30-40m/s。
10.一种铁基高温合金线材,其特征在于,采用权利要求1-9任一项所述的铁基高温合金线材的生产方法制备获得。
