[发明专利]高温加热炉用UNS N08810铁镍基合金大口径无缝管材的制造方法

说明书

高温加热炉用UNS N08810铁镍基合金大口径无缝管材的制造方法，其包括如下步骤：首先采用电弧冶炼的方法直接连铸出符合要求的方锭，再对方锭进行开坯，然后采用热穿孔工艺生产出毛管，最后通过冷加工工艺以及相配套的热处理工艺并辅以管材表面处理工艺，控制管材的组织均匀，使得管材具有高性能和高的表面质量。该管材显微组织为等轴晶，晶粒度为3～5级，成品管材的室温拉伸性能为：抗拉强度≥500MPa，屈服强度≥210MPa，延伸率≥50％；650℃的拉伸性能为：抗拉强度≥400MPa，屈服强度≥120MPa，延伸率≥50％。

技术领域

本发明属于铁镍基合金无缝管材加工技术领域，具体涉及一种高温加热炉用UNSN08810铁镍基合金大口径无缝管材的制造方法。

背景技术

铁镍基合金是介于高镍奥氏体不锈钢和镍基合金之间的一种合金。与镍基合金相比，可节约近40-50％的镍，在保证合金基体具有面心立方结构奥氏体组织的前提下，铁镍基合金较铬镍奥氏体不锈钢可容纳更多的有利于提高合金耐蚀性和铬、钼等元素的含量，且合金的热稳定性一般优于高铬、高钼的铬镍奥氏体不锈钢。鉴于铁镍基合金的上述特点，受到化学加工等部门的广泛注意，成为发展较快的一类合金。

800系列合金是美国Inco-Corporation公司于1949年开发的Ni-Cr-Fe系耐蚀合金，通过控制不同的C、Al和Ti含量，形成了UNS N08800、UNS N08810和UNS N08811三个牌号，分别应用于不同的环境。UNS N08810是在UNS N08800合金基础上发展形成的，该合金具有良好的高温力学性能，较高的蠕变断裂强度，优良的抗氧化性能和一定耐蚀性能，长时间暴露于高温下时能保持一种稳定的奥氏体结构，持久性能优良；因此，UNS N08810合金大量用于制造石化工业中的催化管、对流管、急冷管和裂化管，冶金工业炉中的辐射管、套管、蒸馏釜以及空气冷却核反应堆中的高温热交器及其配件。

随着多晶硅行业冷氢化技术的快速发展，以及UNS N08810铁镍基合金的优点，冷氢化技术中的核心设备高温加热炉采用了UNS N08810铁镍基合金大口径无缝钢管加工成大型盘圆制造。UNS N08810大口径无缝管(直径范围Φ168mm-φ406mm)制造过程中的难点主要有热处理晶粒度难控制、力学性能要求高、内外表面质量控制难以及由于酸洗造成的腐蚀等缺陷，导致盘管加工时表面易开裂。

中国专利CN104328324A公开了一种铁镍基合金管的生产工艺，但仅涉及到UNSN08810铁镍基合金毛管和成品管的加工工艺，未涉及前道的冶炼和管坯制造方法，且未明确说明成品管材表面质量的控制方法，同时毛管采用热挤压的工艺生产。该工艺需要进行二次加热、一次扩孔、一次热挤压，生产周期长、成材率低、能耗高。采用该制造方法很难制造出具有高的综合性能要求的UNS N08810无缝管材，特别是多晶硅冷氢化核心设备高温加热炉大型盘圆需要的管材，且生产成本较高。

中国专利201010538426.0公开了一种锻造棒热挤压+强力旋压减薄加工大口径镍基合金管材。该工艺制造成本高，生产效率较低，不适用工业化生产，也不适合生产高温加热炉大型盘圆需要的管材。

中国专利201010538461.6公开了一种离心铸造+热挤压+冷轧或冷拔的方法加工小口径薄壁镍基合金管材的方法，该工制造工艺中离心铸造的管坯组织粗大，制造出来的管材质量难以满足高性能的要求，同时只提供了小口径薄壁镍基合金管材加工方法，且热挤压成本高。

因此，需要提供一种全流程、低成本的高温加热炉用铁镍基合金大口径管材的制造方法，以制造出高综合性能要求的UNS N08810铁镍基合金管材，满足多晶硅冷氢化核心设备高温加热炉大型盘圆用管材的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高温加热炉用UNS N08810铁镍基合金大口径无缝管材的制造方法，制造成本低、制造周期短，管材成材率高，生产的大口径无缝管材可满足多晶硅加热炉用大型盘管的制造要求和600～900℃高温使用环境要求。