[发明专利]高强度奥氏体镍铁铬合金封头的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及高强度奥氏体镍-铁-铬合金(N08810系列)封头的制作，尤其是封头的制作工艺。

背景技术

N08810是一种固溶态高强度奥氏体镍-铁-铬合金。抗高温氧化、高温起皮和高温碳化，合金的镍含量为30.%~35.0%，足以抵抗氯化物应力腐蚀。N08810材料比不锈钢和其他有色材质对于强酸、强碱等强腐蚀性介质有更好的耐蚀性，且具有更高的使用温度。N08810材料主要应用与核反应堆；热处理炉部件；石化行业用催化再生器及其他加工、生产设备等。最近几年此材料大量的应用与多晶硅行业的生产设备中。在化工生产设备中封头是其中主要受压元件之一，在封头的制作过程中，最常见的是加工过程中在焊缝或板面容易出现裂纹。N08810材料出现裂纹后返修难度较大，修磨补焊过程中容易造成热裂纹。

发明内容

本发明目的是：为解决高强度奥氏体镍-铁-铬合金N08810系列封头在制作过程中容易产生裂纹的问题，本发明提供了一种N08810系列封头的制作方案。

本发明技术方案是：高强度奥氏体镍-铁-铬合金封头的制作方法，采用封头压制前固溶处理，固溶后采用热成型工艺，热成型后再次进行固溶处理的工艺；压制前后的固溶固溶工艺条件：空炉升温到1000℃，封头合金板入炉，保证封头合金板入炉温度≥800℃，入炉后随炉加热到固溶温度1150℃±20℃，保温一定时间（3-8h）后出炉迅速水冷，固溶处理是封头压制前后采用热处理的方式恢复并改善材料性能的加工工艺。热处理前封头板表面必须清理干净，且PT检测合格。固溶处理采用密封性能较好的电、或燃气热处理炉中进行，且压机与热处理炉距离要近；根据封头板厚度及规格的不同确定固溶过程中保温时间的长短，封头出炉后迅速采用水冷。封头压制采用热压，加热到1150℃±20℃后出炉趁热压制，趁热压制次数≥2次，压制过程中随时测量封头温度，当温度低于890℃时重新入炉加热，终压温度不得低于890℃，最终压制完成后经固溶工艺迅速水冷；压制前必须清理模具表面。

封头压制前固溶处理，固溶后多次压制成型，压制成型后并再次固溶处理：固溶处理后的封头板在电炉或是燃气炉中加热到1150℃±20℃，保温一定时间后出炉压制。在N08810封头的压制过程中，采用多次加热压制的工艺，保证封头的生产质量及使用性能：封头压制过程中采用多次（≥2）加热，多次（≥2）压制的工艺；封头压制前后的固溶处理是热处理炉空炉升温到1000℃后封头入炉，随炉加热到1150℃±20℃保温一定时间出炉，出炉后迅速水冷，以保证N08810系列的封头消除加工过程中造成的各种缺陷，消除应力，使合金发生再结晶，以获得适宜的晶粒度。

本发明的有益效果是：封头采用多次加热多次压制，及封头压制前后进行固溶处理的制作工艺，完全解决了高强度奥氏体镍-铁-铬合金N08810系列封头在制作过程中容易产生裂纹的问题，而且其它机械性能均不受影响。封头成型前固溶处理是为了使合金中各种相充分溶解，强化固溶体，改善板材的塑性、韧性及抗腐蚀性能，消除应力与软化，以便继续加工成型；固溶处理是封头压制前后采用热处理的方式恢复并改善材料性能的加工工艺。封头成型后的固溶处理主要是提高焊缝的耐晶间腐蚀性能，消除加工过程中造成的各种缺陷，消除应力，使合金发生再结晶，以获得适宜的晶粒度。

热处理炉必须为密封性能较好的电炉或燃气炉，且热处理炉及压机之间距离较近，防止封头板在压制过程中温度过低造成敏化现象。通过固溶处理消除加工过程中造成的各种缺陷，消除应力，使合金发生再结晶，以获得适宜的晶粒度，保证封头的生产质量及使用性能。

附图说明

图1是高强度奥氏体镍-铁-铬合金，典型的是N08810系列的封头热处理温度——时间曲线（固溶处理的热处理工艺）。

具体实施方式

以下结合附图对本发明具体实施方式进行说明。图1中L1为空炉加热，L2封头随炉加热，L3炉内保温，L4迅速水冷。N08810封头在原材料复验合格后，按工艺要求尺寸进行下料，需要拼接的封头板按工艺要求进行拼接，各种参数及检测要求必须满足工艺要求，拼接完成后对拼接焊缝及板材表面进行100%PT检测。按JB/T4730-2005Ⅰ级合格检验，无损检测合格后，对拼接焊缝进行打磨，打磨后焊缝余高在0.5~1mm，保证封头压制后焊缝与母材平齐。打磨后再次对焊缝进行100%PT检测。按JB/T4730-2005Ⅰ级合格检验。无损检测合格后按热处理曲线对封头板进行固溶处理，以消除前期加工工程对产生的缺陷、应力，提高材料的加工性能。