[发明专利]镍基合金热挤压管材组织控制方法

说明书

本发明公开了一种镍基合金热挤压管材组织控制方法，包括如下步骤：a)、并根据管材的目标晶粒尺寸值D₁，以及设定的管材挤压完毕后在水冷之前的停留时间t，计算管材的初始动态再结晶晶粒尺寸值D₀；b)、根据公式D₀＝(14ω₁+30ω₂+62(ω₃+ω₄)+50ω₅)/(P×ln(V×T))计算得出参数T、P、V之间的关系式，其中，ω₁、ω₂、ω₃、ω₄、ω₅分别为管材中Cr元素、Co元素、Mo元素、W元素、Nb元素的百分比含量，D₀为初始动态再结晶晶粒尺寸，P为挤压比，V为挤压速度，T为热挤压热力学温度；c)、根据计算得到的参数T、P、V之间的关系式，分别设定参数T、P、V的值；d)、根据T、P、V、t，制定工艺流程，对镍基合金进行热挤压，制得管材。

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，尤其涉及一种镍基合金热挤压管材组织控制方法。

背景技术

随着现代工业社会的发展，镍基高温合金管材因其优异的性能，在石油化工、航空航天、能源领域均有广泛的应用，对管材的需求量也与日俱增。为满足工业发展的需求，镍基高温合金管材的生产量也在不断增加。

国内对镍基高温合金管材生产工艺的研究起步较晚，虽然可以实现工业化的生产，解决了国产镍基高温合金管材从无到有的问题，但在生产过程组织控制方面缺乏详细的理论研究作为支撑。镍基高温合金管材的质量与生产过程密切相关，任何环节的问题均会对产品的最终质量造成影响。镍基合金具有合金化元素含量高、热变形抗力大、可加工温度区间窄、组织难以控制等一系列特点，其管材普遍采用热挤压或者热挤压+冷轧方式生产。因此，热挤压管材的总体质量会对最终成品管的综合性能产生决定性影响。

现有的镍基合金热挤压工艺，工艺制备过程繁琐，但制得的管材的晶粒度却很难控制，很难达到预期的效果。即使反复的调整热挤压工艺，例如热挤压工艺的各项参数，也很难达到预期的技术效果。并且，对于镍基合金热挤压过程，经常出现闷车、挤压开裂、分层等问题，直接导致热挤压失败，由于镍基合金中存在大量的贵金属元素，因此损失较大。在实现热挤压的前提下，荒管的组织均匀性、晶粒度控制等又成为成品管的性能的决定性因素。可以说，镍基高温合金热挤压工序是复杂的系统性工程。

因此，如何控制热挤压管材晶粒度以及挤压过程的顺利进行，是冶金行业中亟待解决的问题。

发明内容

有鉴如此，本发明提供一种能够有效控制热挤压管材晶粒度的镍基合金热挤压管材组织控制方法，以解决现有技术中存在的问题。

根据本发明，提供一种镍基合金热挤压管材组织控制方法，包括如下步骤：

a)、设定管材挤压完毕后在水冷之前的停留时间t，并根据管材的目标晶粒尺寸值D₁，以及设定的管材挤压完毕后在水冷之前的停留时间t，计算管材的初始动态再结晶晶粒尺寸值D₀；

b)、根据公式D₀＝(14ω₁+30ω₂+62(ω₃+ω₄)+50ω₅)/(P×ln(V×T))计算得出参数T、P、V之间的关系式，其中，

ω₁、ω₂、ω₃、ω₄、ω₅分别为管材中Cr元素、Co元素、Mo元素、W元素、Nb元素的百分比含量，D₀为初始动态再结晶晶粒尺寸，P为挤压比，V为挤压速度，T为热挤压热力学温度；

c)、根据计算得到的参数T、P、V之间的关系式，分别设定参数T、P、V的值；